CS265681B1

CS265681B1 - Process for continuous manufacturing of glass rods,especially from optic glass and casting mould for making this process

Info

Publication number: CS265681B1
Application number: CS879762A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Sulc; Josef Hermansky
Original assignee: Jaroslav Ing Sulc; Josef Hermansky
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS976287A1

Abstract

Při lití skloviny do předehřáté dobře vodivé trubky licí formy, například z nikloohromové slitiny, se dynamická viskozita skloviny udržuje na požadovaných hodnotách, tj. na vstupu do trubky na hodnotě ÍO"2 Pa.s a na výstupu z trubky na hodnotě 1θ6 Pa.s, přičemž tepelný gradient skloviny v trubce licí formy se udržuje působením elektrického odporového ohřevů. Teplo ze vstupní části formy, přivrácené k otvoru dávkovače skloviny, se odvádí vedením pomocí kovového chladiče, s výhodou zhotoveného ze slitiny mědi, Lioí forma sestává z tenkostěnné kovové trubky, vně opatřené vzduchovým chladičem a kovovým chladičem a osazené na vstupní části přilehlé k dávkovači keramickým spojovacím dílem a na odvrácené výstupní části keramickým izolátorem. Kovová trubka licí formy je opatřena nejméně dvěma přívody elektrického odporového proudu.When pouring molten glass into preheated well conducting casting tubes, for example made of nickel-chromium alloy, is dynamic the viscosity of the enamel keeps the desired values, ie at entry into tubes at a value of I 0 "2 Pa.s and at the output from a tube at a value of 1θ6 Pa.s, with thermal gradient of glass in the casting tube the mold is maintained by electrical action resistance heating. Heat from the inlet the mold facing the dispenser opening the enamel is removed via a metal conduit cooler, preferably made of copper alloys, Lioi form consists of thin-walled metal tubes, externally provided with air cooler and metal cooler a mounted on the inlet adjacent to the dispenser ceramic connecting piece and on the facing outlet part by a ceramic insulator. The metal tube of the casting mold is provided with at least two electrical connections resistance current.

Description

Vynález ae týká způsobu kontinuální výroby skleněných. tyčí, zejména z optického skla, litím. Při tomto způsobu vytéká sklovina přímo z dávkovače skloviny do vně vzduchem chlazené a předehřáté kovové trubky formy, v níž se tvaruje vnější povrch skleněné tyče.The invention relates to a process for the continuous production of glass. bars, especially optical glass, by casting. In this method, the glass flows directly from the glass dispenser to an outside air-cooled and preheated metal tube of the mold in which the outer surface of the glass rod is shaped.

Vynález se rovněž týká licí formy k provádění tohoto způsobu. Forma sestává z kovový dobře vodivé tenkostěnné a předehřáté trubky, vně opatřené vzduchovým chladičem. Vstup formy je napojen přímo k otvoru dávkovače skloviny, např.The invention also relates to a casting mold for carrying out the process. The mold consists of a well conducting thin-walled metal and a pre-heated tube with an external air cooler. The mold inlet is connected directly to the glass dispenser opening, e.g.

peci, kelímku feedru apod., a výstup formy je napojen na tažný.stroj.furnace, crucible, etc., and the mold outlet is connected to the drawing machine.

Ňejbližší stávající řešení je popsáno v patentu NDR č. 154 359, kde je popsán způsob a zařízení pro výrobu skleněných profilových tyčí, zejména z optického skla omezené délky. Odlévání se provádí do předehřátých tlust okenných kovových forem s proměnnou sílou stěny. Tlustostěnná forma se uvnitř kónicky rozšiřuje směrem dolů a je opatřena ubíhajícím dnem. Formy jsou při lití postupně přisouvány k nátoku skloviny a licí proces probíhá cyklicky podle předem nastaveného režimu. Při každé výměně formy se přeruší licí proud skloviny, což je nutné při výměně formy. Velikost odlévaného skleněného hranolu je dána kovovou formou a její schophostí akumulovat odváděné teplo ze skloviny. Teplota formy se mění samovolně od určité minimální teploty do maximální, což je určeno licím procesem. Forma se během procesu lití samovolně nahřeje a nashromážděné teplo se odvádí tak pomalu, aby se skleněná profilovaná tyč, nacházející se ve formě, v ní mohla chladit bez nebezpečí lomu a trhlin až do doby vyjmutí.The closest existing solution is described in GDR patent no. 154 359, which describes a method and apparatus for producing glass profile bars, especially of limited length optical glass. Casting is carried out into preheated thick window metal molds with variable wall thickness. The thick-walled mold conically widens downwardly and has a running bottom. The molds are progressively pushed to the glass inlet and the casting process proceeds cyclically according to a preset mode. Each time the mold is changed, the glass pouring flow is interrupted, which is necessary when the mold is changed. The size of the cast glass prism is determined by the metal mold and its ability to store the dissipated heat from the glass. The mold temperature varies spontaneously from a certain minimum temperature to a maximum, which is determined by the casting process. The mold is self-heated during the casting process and the heat accumulated is dissipated so slowly that the molded glass rod in the mold can be cooled therein without risk of fracture and cracks until it is removed.

- 2 265 681- 2 265 681

Nevýhodou tohoto způsobu je, že se nedá aplikovat na některé druhy optických sk«l, zejména náchylných na krystalizaci. Viskozita skloviny se upravuje v dávkovači. Pozvolné snižování teploty a tím i viskozity^ může způsobit nežádoucí krystalizaci skloviny. Licí forma je poměrně složitá a musí jich být větší množství vzhledem k cyklickému procesu lití. ^uvedený způsob lití tyče i licí forma slouží pro výrobu skleněných tyčí omezené délky.The disadvantage of this method is that it cannot be applied to some kinds of optical glasses, particularly susceptible to crystallization. The viscosity of the enamel is adjusted in the dispenser. A gradual decrease in temperature and hence viscosity may cause undesirable crystallization of the glass. The casting mold is relatively complex and must be larger in quantity due to the cyclic casting process. ^The bar casting method and the casting mold used for the manufacture of glass rods of limited length.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem kontinuální výroby tyče, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sklovina vytékající přímo z otvoru dávkovače do formy se při průchodu trubkou formy udržuje na dynamické viskozitě 10 Pa.s ve vstupní části trubky foímy a lO^Pa.s na výstupní části trubky for my, a to působením přímého elektrického odporového ohřevu dobře vodivé trubky formy, z níž se převážná část tepla ze vstupní části odvádí vedením prostřednictvím kovového chladiče. K provádění tohoto způsobu slouží forma, sestávající ze vzduchovým chladičem vně opatřené kovové trubky napojené na vstupu k otvoru dávkovače a na výstupu k tažnému stroji, podle tohoto vynálezu. Podstata vynálezu spo čivá v tom, že trubka je tenkostěnná a je přímo připojena k otvoru dávkovače prostřednictvím keramického spojovacího dílu a má vně své vstupní části umístěn kovový chladič Výstupní otvor trubky je osazen keramickým izolátorem. Trubka formy je opatřena nejméně dvěma přívody pro připojení elektrického proudu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced by the continuous rod manufacturing process of the present invention, which consists in keeping the glass flowing directly from the dispenser opening into the mold while maintaining the dynamic viscosity of 10 Pa.s at the inlet of the film tube when passing through the mold tube; 10 Pa Pa.s at the outlet portion of the mold tube by direct electrical resistance heating of the well conducting mold tube from which the bulk of the heat from the inlet portion is removed by conduction through a metal cooler. To carry out this method, a mold consisting of an air cooler provided with an external metal tube connected at the inlet to the dispenser opening and at the outlet to the drawing machine, according to the invention, is used. The principle of the invention is that the tube is thin-walled and is directly connected to the dispenser opening by means of a ceramic connection piece and has a metal cooler outside its inlet part. The outlet opening of the tube is fitted with a ceramic insulator. The mold tube is provided with at least two power connections.

Je výhodné, když je trubka formy zhotovena ze slitiny niklu a chrómu'·Preferably, the mold tube is made of a nickel-chromium alloy.

Je rovněž výhodné, když kovový chladič formy je zhotoven ze slitiny mědi.It is also preferred that the metal mold cooler is made of a copper alloy.

Výhodou tohoto způsobu je, že lze plynule vyrobit skleněné tyče různých průměrů a tvarů přímo z taveniny, které mají dostatečně přesné geometrické rozměry, přičemž mají dobré optické vlastnosti a geometrii příčného řezu. Teplota skloviny, a tím i její viskozita se mění kontrolované během průchodu formou, Čímž lze potlačit nežádoucí krystalizaci· Keramický spojovací díl* přímo navazující na tvor dávkovače, je vhodným žáruvzdorným materiálem pro vytékající roztavenou sklovinu,· Trubka formy, zhotovená ze slitiny niklu a ohromu, představuje běžně dostupný a dobře vodivý materiál. Kovový chladič ve výhodném provedení ze slitiny mědi je výborně vodivý a rovněž běžně dostupný.The advantage of this method is that glass rods of different diameters and shapes can be produced continuously from the melt, having sufficiently precise geometric dimensions while having good optical properties and cross-sectional geometry. The glass temperature, and thus its viscosity, is controlled during passage through the mold, thus avoiding undesired crystallization. is a commercially available and well conductive material. The metal cooler, preferably copper alloy, is excellent conductive and also commercially available.

Jedno z možných konkrétních příkladných provedení je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojeném íu formy v podélném svislém osovém řezu.One possible specific exemplary embodiment is described below and schematically shown in the attached mold in longitudinal vertical axial section.

Podstatnou částí formy je tenkostěnná kovová trubka 1 provedená ze slitiny niklu a chrómu, jejíž vnitřní průřez odpovídá vnějšímu tvaru skleněné tyče, který může být nejen kulatý, ale též oválný nebo podle požadavku profilovaný. Vnitřní průřez kovové trubky 1 licí formy může být kónický, od vstupu natékající skloviny do trubky 1 k výstupu z trubky 1. Vně je trubka 1, opatřena pláštěm vzduchového chladiče 2, do něhož se přivádí studený vzduch, který chladí vnější povrch trubky 1. Trubka 1 je ve své horní vstupní části přivrácena k neznázorněnému dávkovači skloviny, např. peci, kelímku, feedru «pod., vybavena kovovým chladičem £, v příkladném provedení plným kovovým diskem, zhotoveným ze slitiny mědi. Dolní výstupní Část trubky 1 formy přivrácené k neznázorněnému tažnému stroji je osazena keramickým izolátorem £ za účelem elektrického a tepelného odizolování lioí formy od tažného stroje. Uorní vstupní část trubky 1 formy je osazena keramickýmAn essential part of the mold is a thin-walled metal tube 1 made of a nickel-chromium alloy whose internal cross-section corresponds to the external shape of the glass rod, which may be not only round but also oval or profiled as required. The inner cross-section of the metal tube 1 of the casting mold may be conical, from the inlet of the molten glass into the tube 1 to the outlet of the tube 1. Outside, the tube 1 is provided with an air cooler 2 into which cold air is supplied to cool the outer surface of the tube 1. Tube 1 is in its upper inlet part facing the glass gob feeder (not shown), e.g. a furnace, crucible, feeder, etc., provided with a metal cooler 6, in the exemplary embodiment a solid metal disc made of copper alloy. The lower outlet portion of the mold tube 1 facing the drawing machine (not shown) is fitted with a ceramic insulator 6 for electrical and thermal insulation of the mold sheet from the drawing machine. The upstream inlet part of the mold tube 1 is fitted with a ceramic

- 4 265 681 spojovacím dílem 4,navazujícím svým vnitřním průřezem přímo na otvor dávkovače skloviny. Trubka 1 je opatřena přívody 4 sloužícími k přímému odporovému ohřevu formy a ke stabilizaci její teploty a udržování požadovaného vertikálního teplotního gradientu.4 265 681 by a connecting piece 4, which by its internal cross-section directly connects to the glass dispenser opening. The tube 1 is provided with inlets 4 serving for direct resistance heating of the mold and for stabilizing its temperature and maintaining the desired vertical temperature gradient.

Forma pracuje následovně sThe mold works as follows with

Z neznázorněného dávkovače vytéká roztavená sklovina přímo do vyhřáté tenkostěnná zachlazovací licí formy. Na počátku lití se vloží do vstupní horní části formy tažná tyč se zátkou J, jež se založí mezi kladky neznázorněného tažného stroje. Licí proces začíná spustě ním tažného stroje. Tažná tyč vtahuje roztavenou sklovinu dovnitř zachlazovací formy, kde sklovina postupně tuh ne. V pozdější fázi, kdy skleněná ztuhlá tyč dosáhne úchytu kladek tažného stroje, se oddělí kovová tažná tyč od skleněné a licí proces pokračuje nepřetržitým způsobem. Protože během procesu lití musí především horní vstupní část formy převzít nejvíce tepla z natékající skloviny, je vstupní část koové trubky 1 vybavena kompaktním kovovým měděným chladičem 2 k odvodu tepla. Udržování teplotního gradientu v trubce 1 zajištuje její odporový ohřev, přičemž na vstupu a výstupu skloviny v kovové trubc^rformy se udržuje dynamická viskozita skloviny na požadovaných hodnotách, a to na vstupu na hodnotě dynamické viskozity 10 Pa.s, odpovídající pro optické sklo teplotě 1 070 ^QwC_/ a na výstupu hodnotě dynamické viskozity 10^ Pa.s, odpovídající pro optické sklo hodnotě 650 θ'-'Ο. Tažná rychlost tyče odpovídá teplotám sklo· viny na jejím výstupu z formy a pro optickou sklovinu je vhodná např. 10 cm/min.From the dispenser (not shown), molten glass flows directly into the heated thin-walled cooling mold. At the beginning of the casting, a draw bar with a plug J is inserted into the inlet upper part of the mold, which is inserted between the pulleys of a drawing machine (not shown). The casting process starts with the towing machine lowering. The draw bar draws the molten glass into the cooling mold, where the glass gradually does not solidify. At a later stage, when the glass solidified rod reaches the gripper of the towing machine, the metal drawing rod is separated from the glass and the casting process continues in a continuous manner. Since during the casting process, in particular, the upper inlet part of the mold must take up most of the heat from the flowing glass, the inlet part of the coolant tube 1 is equipped with a compact metal copper cooler 2 to dissipate heat. Maintaining the temperature gradient in the tube 1 ensures its resistance heating, while the glass inlet and outlet in the metal tube maintain the dynamic glass viscosity at the desired values, at the inlet at the dynamic viscosity value of 10 Pa.s, corresponding to the temperature of the optical glass 1. 070 ^Qw C _/ a at the output of a dynamic viscosity of 10 ^ Pa.s, corresponding to an optical glass of 650 θ '-' Ο. The draw speed of the rod corresponds to the temperatures of the glass material at its exit from the mold and for optical glass it is suitable eg 10 cm / min.

Claims

l ₀ oH continuous production of glass rods, in particular of optical glass, casting, in which molten glass continuously flows from the dispenser opening to the air outside the cooled metal a good conducting and preheated pipe mold in which is molded an outer surface of the rod, characterized in that the glass during The passage of the mold tube is maintained at a dynamic viscosity of 10 Pa.s at the inlet and 10 Pa.s at the outlet of the mold tube by resistive electrical heating of the mold tube, from whose inlet heat is dissipated by conduction through a metal cooler.

2. A casting mold for carrying out the method according to claim 1, comprising a metal tube outside equipped with an air cooler, the inlet of which is connected to the glass dispenser opening and the outlet to the drawing machine, characterized in that the metal tube (1) is thin-walled and directly connected to the dispenser by means of a ceramic connecting piece (4), has a metal cooler (2) outside its inlet part facing the dispenser and its outlet is fitted with a ceramic insulator (5), the metal tube (1) having at least two inlets (6) resistive electric current.

Casting mold according to claim 2, characterized in that the metal tube (1) is made of a nickel-chromium alloy.

Casting mold according to Claims 2 to 3, characterized in that the metal cooler (3) is made of a copper alloy.