MXPA06008367A - Produccion de vidrio plano por medio de flotacion sin punto fijo. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo y un dispositivo para la produccion de vidrio plano, que comprende la flotacion continua del vidrio (1) fundido sobre un bano (5) de metal fundido en una instalacion de flotacion, con lo cual el vidrio de flotacion gradualmente forma un liston movil en el bano de metal sin tener ningun punto fijo en la instalacion. Para ese proposito, el metal fundido puede ser vaciado en los puntos (6) que pueden ser puntos fijos y, en particular, en el punto de flotacion mas corriente arriba localizado sobre el eje longitudinal del bano. El vidrio puede ser un vidrio precursor de vitroceramica. De acuerdo con la invencion, es posible producir placas grandes de vitroceramica, mayores a 75 cm, asi como placas muy finas, mas delgadas que 3 mm.

Description

PRODUCCIÓN DE VIDRIO PIANO POR MEDIO DE FLOTACIÓN SIN PONTO FIJO La invención se refiere a la producción de vidrio plano por flotación, y particularmente de vitrocerámica plana.

Las vitrocerámicas son materiales ricos en sílice que comprenden al menos una fase cristalina y que se obtienen después de un tratamiento de ceramización por calor a partir de un vidrio precursor (o vidrio madre) . Las vitrocerámicas tienen un coeficiente muy bajo de expansión lineal, usualmente menor a 15xl0-7 K_1. Las vitrocerámicas pueden comprender al menos 50% de silice por masa. Una familia importante de vitrocerámica es la que comprende a ambos de Si02, Al2?3 y Li20 para los cuales el procedimiento de ceramización conduce a cristales de beta-eucriptita o beta-spodumena o beta-cuarzo.

Estas vitrocerámicas, que pueden ser translúcidas u opacas, encuentran un uso particularmente como placas para chimenea o placas resistentes al fuego, y más generalmente en usos que requieren un vidrio con un coeficiente de expansión muy bajo. Sin embargo, las vitrocerámicas tienen la desventaja de poseer una fuerte , tendencia a la desvitrificación cuando se calientan, lo que usualmente conduce a muchas operaciones de mantenimiento en las instalaciones de formado. Específicamente, las placas u hojas de vitrocerámica se hacen usualmente por laminado entre rodillos de metal y los depósitos de desvitrificación dañan las superficies de los rodillos. Por lo tanto, estos . últimos deben ser rectificados periódicamente (incluso cada dos o tres dias) o aún reemplazados. Las instalaciones de formación de vitrocerámica están por lo tanto usualmente diseñadas para hacer fáciles las operaciones de mantenimiento, lo que involucra un alto grado de accesibilidad a los rodillos, aún durante la .producción. Por lo tanto, es impensable para aquellos experimentados en la técnica el formar la vitrocerámica en instalaciones gigantescas cuyo centro permanezca inaccesible durante la operación, como es el caso con las instalaciones de vidrio por flotación. Específicamente, estas instalaciones son de varias decenas de metros o aún de varios cientos de metros - de longitud y de varios metros de ancho, y los tiempos de transición para iniciar o para cerrar son considerables. Por lo tanto, estas instalaciones deben operar sin paros,, y una detención para el mantenimiento es catastrófica y fuera _ de la regla. Las instalaciones convencionales para formar vitrocerámica por laminado entre rodillos tampoco permiten ' la producción de hojas muy grandes. El ancho está limitado a menos de 700 mm. Sin embargo, actualmente existe la necesidad de placas con anchos mayores. De modo similar, este proceso de laminado no puede usarse para producir hojas muy delgadas de menos de 3 mm.

El solicitante ha sido, '- efectivamente, capaz de comprobar que la flotación de una vitrocerámica no podria lograrse de la manera usual para un vidrio convencional del tipo de sosa-cal-silice. Específicamente, siempre ocurre una desvitrificación en la zona en la que el vidrio es vaciado en el baño de flotación de metal. Recordemos que, en la producción de un listón de vidrio de flotación, para producir hojas de vidrio plano, el vidrio fundido se vacia en un baño de metal fundido, usualmente de estaño o de una aleación predominantemente de estaño, donde este forma el listón ' continuo que se enfría progresivamente y que es extraído con la ayuda de los rodillos . extractores que lo llevan hacia un horno de recocido llamado lehr. La zona que cubre el listón de vidrio cuando corre hacia el baño de flotación está saturada con los sistemas de calentamiento y los sistemas de enfriamiento que se proporcionan para acondicionar la temperatura y más precisamente la viscosidad del vidrio, de modo que pueda ser llevado al grosor requerido y luego ajustado.

La zona central del material flotado fundido que se sitúa en el eje longitudinal de la flotación y lo más corriente arriba en el baño de flotación, es de hecho una zona donde la velocidad del material flotado es baja o de cero. Este tipo de zona parece promover la desvitrificación, en particular cuando está involucrada la vitrocerámica. La desvitrificación causa la formación de cristales que se acumulan en el mismo lugar y que requieren el. paro de la producción.

De acuerdo con la invención, este problema se remedia concibiendo una instalación de . flotación desprovista de cualquier punto estacionario para el material flotado- fundido. Por lo tanto la velocidad del material flotado fundido no es cero en ninguno de sus puntos.' La Patente US3843345 enseña la flotación de un vidrio convencional en un baño de flotación, pero sin vaciado (o caída) del vidrio. En el lugar en el que el vidrio pasa por arriba del metal, hay un punto triple de vidrio/metal/refractario (de hecho una línea) que es necesariamente estacionario. Además, la velocidad del vidrio en los bordes parece ser cero. Por lo tanto este dispositivo no es adecuado para el vidrio precursor de ' vitrocerámica .

La Patente US3684475 enseña el paso de un listón de vidrio laminado en un baño de flotación. Por lo tanto, 5. no involucra un vaciado de vidrio fundido. Ese laminado a estas temperaturas muy altas no hace posible obtener hojas anchas y/o gruesas de vidrio.

La Patente US2002/0023463 enseña una composición 0 particular de vitrocerámica capaz de ser flotada sin cristalización de la superficie.

El resumen de la Patente JP2000281365 enseña la recirculación del estaño desde corriente abajo hacia corriente arriba vía los bordes de - del baño de flotación o de un encierro de flotación.

Otros documentos que pueden mencionarse son las Patentes US3539320, ÜS4115091 y US3718450.

De acuerdo con la invención, puede usarse una instalación de flotación convencional, • procurando normalmente un punto o una zona de baja velocidad o a velocidad cero del vidrio en el lugar donde se vacía el vidrio precursor, pero mientras se arregla el vaciado también de un metal fundido en este lugar, para remover cualquier punto estacionario para el vidrio. El vaciado del metal fundido se arregla de modo que constituya una zona en movimiento para el vidrio. El metal fundido es introducido en los puntos de flotación que serían fijados . para el vidrio si no hubiera introducción. Este metal fundido es preferiblemente de la misma clase que el del baño de flotación y se mezclará con él. Este vaciado del metal fundido arrastra el material fundido en esa zona crítica y previene que sea estacionario. Por lo tanto, todo el material de vidrio fundido introducido en la instalación de flotación es arrastrado hacia la salida de esta última, sin estancarse en ningún lugar, y por lo tanto sin des itrificación en ningún lugar, lo que es particularmente ventajoso cuando el requerimiento es producir vitrocerámica. El vaciado del metal fundido diseñado para prevenir los puntos estacionarios se realiza de. una manera simétrica relativa al eje longitudinal de la instalación de flotación, de modo que no se interrumpa la simetría del vaciado del vidrio con respecto a este eje. Este vaciado se realiza preferiblemente por arriba de un cierto ancho correspondiente por ejemplo a al menos 50% del ancho del labio del vertedero del vidrio, aún a al menos 80% del • labio del vertedero del vidrio. Por lo tanto puede involucrar una verdadera cortina o cascada por arriba de un ancho grande de la instalación. Preferiblemente, el metal es vaciado de modo que no cause turbulencia en el baño de flotación. Por lo tanto, es preferible vaciarlo en un plano inclinado de material refractario (por ejemplo, hecho de sili anita) , terminando el plano inclinado en el baño de flotación. De esta manera, el material es vaciado con suavidad dentro del baño. ¡ De acuerdo con una representación, para evitar el exceso de metal fundido debido al vaciado, del metal en la cabeza de la instalación, el metal fundido es sangrado desde al menos un punto más allá de corriente arriba del mismo baño de flotación. Ventajosamente, este metal sangrado es al menos en parte el que es vaciado en la cabeza. del baño. En este caso, el metal circula de hecho al menos parcialmente en un circuito desde corriente arriba hacia corriente abajo y viceversa. Esta recirculación también puede servir para limitar, o aún prevenir, las recirculaciones naturales dentro del baño que pueden interrumpir el formado. Preferiblemente, el metal fundido es sangrado y reintroducido de una manera simétrica con relación con al eje longitudinal de la instalación, de modo que no se interrumpa la operación simétrica del ensamble. Así, si el metal es sangrado desde un lado corriente abajo de la instalación, el metal también es sangrado a la misma'' relación desde el otro lado de la instalación y en el lugar simétrico para la primera con relación al eje longitudinal de la instalación. En este caso, puede decirse que el metal fundido está siendo sangrado en las porciones laterales del baño de flotación y de una manera simétrica con relación al eje longitudinal. Lo mismo aplica para la reintroducción, • entendiéndose que usualmente esta se realiza vía un ducto cuyo eje está en el eje longitudinal de la instalación y que se vacía el metal al menos en el punto más corriente arriba del vidrio -y sobre el eje longitudinal.' Como ya se ha dicho, este ducto de vaciado del metal es preferiblemente bastante ancho con relación al ancho del • baño de flotación en este lugar. Esta simetría del sistema de circulación del metal fundido puede asegurarse con el uso de bombas calibradas. El rango de flujo de estas bombas puede ajustarse usualmente a través de una presión de aire que se les suministra. Se busca un ajuste que asegure una simetría de las temperaturas y una extracción libre de pulsado de la hoja de vidrio.

De acuerdo con la invención, el metal fundido es introducido de manera continua en el punto de flotación del vidrio más corriente arriba y situado sobre el eje longitudinal del baño. Este metal fundido introducido puede ' originarse en particular al menos parcialmente a partir de un punto de sangrado del mismo baño, situado más corriente abajo.

El rango de flujo del metal vaciado corriente arriba depende del tamaño de la instalación. El rango de flujo del metal es suficiente para prevenir la formación de un punto estacionario para el vidrio. El rango de flujo en este punto más corriente arriba usualmente cae entre 0.05 y 5 litros por segundo.

En una representación, la composición vitrea esparcida en el baño de flotación es un vidrio precursor de la cerámica vidriada. La estructura particular de la cerámica vidriada se logra a través de un tratamiento por calor específico (llamado ceramización) después de la formación en forma de hoja/placa y aún usualmente después del cortado longitudinal y transversal del listón flotado. Este vidrio precursor de la cerámica vidriada también puede llamarse vidrio "madre". Para simplificar, puede llamársele sencillamente "vidrio" en el contexto de la presente solicitud.

La invención se refiere a un método para la producción de un listón de. vidrio de flotación, particularmente un precursor de cerámica vidriada, en el ' cual el listón, formado en un baño de flotación, flota a lo largo de este baño, siendo el listón removido del baño cuando se ha solidificado lo suficiente. La invención se usa para la producción de grosores variados de 'vidrio y se relaciona más específicamente con la producción de un listón delgado, y particularmente más delgado que 3 mm.

Más específicamente, la invención se refiere a un método para la producción de vidrio plano que comprende la flotación continua de un vidrio fundido en un baño de flotación en una instalación de flotación, formando el vidrio de flotación de manera progresiva un listón que corre sobre el baño de flotación sin tener ningún punto estacionario en la ' instalación.

El grosor del listón está determinado por la fuerza de tracción ejercida sobre él, por una parte por los rodillos de extracción y, cuando es necesario, por otra parte por la acción de "rodillos superiores" moleteados que actúan sobre los bordes superiores del listón. Específicamente, para una extracción dada, es decir, para una cantidad de vidrio que sale del horno por unidad de tiempo dada, el grosor del listón de vidrio de flotación es una función de la velocidad del listón en el lehr y del ancho de este último.

En el momento en que el vidrio es vaciado sobre el metal, a la entrada del recinto de flotación, el vidrio es lo suficientemente fluido para extenderse sobre la superficie del metal por efecto de su propio peso. Ventajosamente, la temperatura en este lugar es tal que la viscosidad dinámica del vidrio cae entre 3 y 4.5 poise. Para un vidrio precursor de cerámica vidriada, la temperatura del vidrio en este lugar usualmente cae entre 1300 y 145°C.

Mientras el listón de vidrio está corriendo en el baño de flotación, el listón será por lo tanto estirado para reducir su grosor. Este proceso de estirado se obtiene usualmente para salidas de entre 500 y 500 toneladas por día con velocidades del listón de entre 15 y 30 metros por minuto, para grosores convencionales del orden de 2 a 5 mm. Estas salidas y velocidades del listón de vidrio que corre en el baño de flotación causan además, por debajo del listón, una corriente de estaño que se dirige hacia el extremo de salida más frío del baño; esto puede llamarse una corriente de corriente abajo. El metal transportado a lo largo de ella por el listón en su corriente de corriente abajo golpea la pared de salida del baño y luego por reflexión tiende a formar una corriente de retorno que - ße dirige hacia la porción corriente arriba del baño; esta puede llamarse una corriente de corriente arriba. Esta corriente de corriente arriba puede ser particularmente fuerte entre los bordes del listón de vidrio y las paredes laterales del baño. Esta corriente de corriente arriba más fría se mezcla con la corriente de corriente abajo causando interrupciones tales como turbulencia e inyecta el metal a una temperatura menor que la del metal de la corriente de corriente abajo. Luego, particularmente a lo largo de las zonas transversales, aparecen variaciones de alta temperatura, particularmente en la zona de extracción en la que el vidrio es particularmente " sensible a estas variaciones de temperatura. Estas diferencias de temperatura son particularmente dañinas, porque cambian la viscosidad del vidrio y por ende la extracción puede no ser . homogénea. Esto da como . resultado deformaciones en el listón de vidrio y también una inestabilidad lateral del listón de vidrio que se mueve periódicamente de un lado al otro del baño. Esta inestabilidad puede en lo particular interrumpir las temperaturas en el lehr y con ello tener un efecto dañino en el recocido, y aún ser capaz de causar • rupturas.

Para remediar las desventajas que surgen de esta corriente de corriente arriba, la Patente FR 2 254 527 enseña, en el caso de un vidrio de sosa-cal-sílice, la colocación de barreras transversales por debajo, del listón de vidrio, para prevenir que la corriente de corriente arriba reflejada por la pared de salida del baño se mezcle con la corriente de corriente abajo en la zona de extracción. Para hacer esto, se proporciona una primera . barrera por debajo del listón de vidrio en el extremo corriente abajo de la zona de extracción; esta barrera permite que sólo una porción de la corriente de corriente abajo fluya por debajo del listón, y fuerza a la corriente de corriente arriba a viajar a lo largo de los bordes del listón. Una segunda barrera, espaciada corriente arriba de la primera y situada en la región de máxima aceleración del vidrio, actúa de ' la misma manera en esta segunda ubicación, permitiendo que sólo una porción de la corriente de corriente abajo fluya por debajo del listón de vidrio y forzando a la corriente de corriente arriba a viajar a lo largo de los bordes del listón. La Patente FR 2 372 122 propone además el asociar la barrera transversal antes mencionada con deflectores fijos situados . corriente ar iba de la barrera y que tienen la función de interceptar las corrientes de metal que viajan a lo largo de las paredes laterales del baño.

' De acuerdo con una representación de la invención, el baño de flotación está equipado con una o más - de estas barreras y, donde sea apropiado, con uno o más de estos deflectores fijos, limitando la intensidad de la corriente de corriente arriba. 5. De acuerdo con una representación de la invención, el listón corre en el baño de flotación, siendo sangrada una porción del metal fundido en el extremo corriente abajo del baño . y reintroducida corriente arriba 0 en el baño. De acuerdo con una variante, la cantidad de metal fundido sangrado corresponde sustancialmente a la cantidad de metal fundido que sería arrastrada a lo. largo por la corriente de corriente arriba antes mencionada, es ' decir, por la corriente creada por la reflexión de la pared de salida del baño de la corriente de metal fundido que acompaña la carrera del listón de vidrio. De acuerdo con una variante, el método de acuerdo con la invención se usa _ para eliminar virtualmente la totalidad de la corriente de retorno en el baño y por lo tanto las interrupciones que de ' ella derivan, particularmente en términos de turbulencia. Además, y en combinación con este efecto, el metal fundido que se está vaciando corriente arriba del baño de modo que forme una zona de recepción móvil para el vidrio, se . previene cualquier desvitrificación en la zona más corriente arriba del vidrio de flotación.

El metal fundido puede pasar por un tratamiento por calor antes de ser reintroducido en. el baño. Específicamente, la temperatura del metal sangrado se lleva preferiblemente hasta una temperatura correspondiente a' la del metal en la zona del baño en la que el va , a reintroducirse el metal sangrado. Por lo tanto, no sólo es posible prevenir la turbulencia sino también evitar el provocar variaciones de temperatura en el lugar en el que el metal es reintroducido.

El metal fundido puede ser sangrado desde la porción lateral del baño y preferiblemente de una manera simétrica, a cada lado. El metal fundido puede ser sangrado en la superficie del baño. El metal fundido también puede ser sangrado vía el fondo del baño, a los lados o a través del fondo. Preferiblemente, el sangrado se realiza de una manera simétrica con relación al eje longitudinal del baño, a modo de no interrumpir la trayectoria del listón de vidrio que está corriendo sobre el metal fundido.

El sangrado también puede realizarse totalmente en el extremo del baño o más corriente arriba de este extremo .

De acuerdo con una variante, el metal fundido sangrado puede ser reintroducido, de manera simultánea: - por una parte, parcialmente en la zona más corriente arriba de la masa de vidrio, para prevenir la desvitrificación; y - por otra parte, en al menos un segundo punto entre la entrada y la salida de la instalación de flotación. De acuerdo con una variante, este segundo punto (de hecho, preferiblemente un par de segundos puntos simétricamente relativos al eje longitudinal del baño) se sitúa en el extremo de la zona de extracción ' del vidrio. Esta elección primero hace posible realizar esta operación en una zona con pocos obstáculos, ya que está después de los últimos rodillos superiores que jalan al listón de vidrio desde arriba. Además, la elección de esta zona hace posible limitar la energía necesaria para aumentar la temperatura del metal, que en esta zona está usualmente a una temperatura que cae entre 1200 y 800°C.

Por lo tanto, de acuerdo con una variante, el flujo de metal sangrado y reintroducido es dividido, por una parte, para suministrar el punto de flotación lo más corriente arriba y situado sobre el eje longitudinal del baño y, por otra parte, para suministrar al menos- un otro punto de reintroducción situado entre el punto precedente y el punto de sangría.

De acuerdo con una variante de la invención, el metal fundido es reintroducido en el baño en este segundo punto (naturalmente, no es este' el caso para la zona más corriente arriba) a una velocidad virtualmente de cero y preferiblemente de una manera simétrica con relación al eje longitudinal de la instalación de flotación. De acuerdo con esta variante, es posible prevenir o al menos limitar la creación de una nueva corriente debido al volumen de metal fundido reintroducido. La elección preferible de una reintroducción simétrica también hace posible el no interrumpir la trayectoria del listón de vidrio con una adición unilateral del metal.

La invención también propone un dispositivo para aplicar el método que se acaba de presentar. Este '.dispositivo para la producción de un listón de vidrio • fletante comprende un baño de flotación en el cual corre el listón, un medio para vaciar el vidrio corriente arriba del - baño y un medio de vaciado del metal fundido corriente arriba y sobre el eje longitudinal del baño.

De acuerdo con una variante, este dispositivo también comprende al menos un sistema de sangría del metal fundido y al menos un tubo que conecta el orificio de la sangría con al menos un punto o zona de reintroducción.

El sistema para sangrar el metal puede ser un orificio en el piso del baño de flotación.

De acuerdo con una variante, el sistema de sangría del metal fundido es un derrame en el extremo corriente abajo del baño, con al menos un tubo que conecta el sistema de derrame con al menos un punto o zona de reintroducción.

El sistema de derrame puede consistir de un tanque o reserva acoplado en cierre con el baño y conectado con el mismo a través de un vertedero, en cuyo caso el tubo está por fuera del baño. Esto también permite la reintroducción del metal en al menos un segundo punto (siendo el primer punto, como ya se ha dicho, la zona más corriente arriba del vidrio de flotación y sobre el eje longitudinal), ventajosamente a cada lado del baño, "que se realiza desde arriba. De nuevo ventajosamente, la invención ' proporciona el uso de un dispositivo del tipo de vertedero con superficie ensanchada, que permite que el metal reintroducido en este segundo punto fluya dentro del baño a una velocidad virtualmente de cero. El tubo exterior es resistente a la corrosión debida al metal fundido; está hecho, por ejemplo, de material refractario el tipo de circón/alúmina .

De acuerdo con otra representación variante de la .5 invención, dentro del baño se producen un sistema de derrame y un tubo. Este tubo puede ser formado en particular por la presencia en el baño de una pared que permite por lo tanto una corriente de retorno en el baño sin contacto con la corriente de metal fundido creada por 10 la corrida del listón de vidrio.

Preferiblemente, de acuerdo con una u otra de estas variantes, la invención proporciona la asociación del tubo con los elementos de calentamiento. Estos últimos 15 serán ventajosamente medios de calentamiento del tipo de inducción, particularmente en el caso de un tubo por fuera . del baño, hecho de un material refractario. En el caso en el que se proporciona un canal de retorno en el baño, de nuevo es posible proporcionar medios de calentamiento tales 20. como electrodos que calienten indirectamente al canal.

Por lo tanto, la invención también se refiere a un método de flotación . en un baño de flotación que recircula al menos parcialmente desde corriente abajo hacia 25 corriente arriba vía al menos un ducto externo, siendo recalentado el metal sangrado corriente abajo antes de ser reintroducido corriente arriba.

De nuevo, la invención proporciona ventajosamente 5 un sistema de bombeo tal como al menos una bomba de . grafito, introducido entre el sistema de sangría y la zona y él punto o puntos de reintroducción. El sistema de bombeo permitirá una circulación del metal fundido en el tubo, de modo que el nivel del metal fundido en el baño permanece 10 constante. Si hay varias bombas, puede proporcionarse un sistema para controlar el rango del flujo del metal • recirculado para asegurar la simetría del' sistema. De acuerdo con una representación variante, y particularmente cuando el tubo es de longitud reducida, la variación de la 15. densidad del metal fundido asociado con el tratamiento por calor que sufre por ejemplo dentro del tubo, se usa para dar una velocidad al metal fundido que conduce al mismo resultado. 0 Otros detalles y representaciones ventajosas de la invención surgirán de aquí en adelante a partir de la descripción de las representaciones de ejemplo de la invención con referencia a las Figuras l a 8, que representan: 5 - la Figura 1, una vista esquemática lateral (a) y una vista superior (b) de la porción corriente arriba de un tanque convencional (técnica anterior) , que comprende un baño de flotación para la producción por flotación de un listón de vidrio, - la Figura 2, una vista esquemática lateral del dispositivo de acuerdo con la invención, - la Figura 3, una vista esquemática general desde arriba de una instalación de flotación convencional (técnica anterior) , - la Figura 4, una vista esquemática superior de una representación de la invención, - la Figura 5, una vista esquemática lateral de otra representación de acuerdo con la invención, - la Figura 6, una vista esquemática superior de otra representación de la invención, - la Figura 7, una vista lateral parcial en sección de un diagrama de una porción de un dispositivo correspondiente al caso de la Figura 4, la Figura 8, una vista superior de la • representación de la Figura 7.

La Figura 1 muestra la porción corriente arriba de un tanque alargado para la producción de vidrio de flotación de acuerdo con la técnica anterior, visto desde el lado (a) y visto desde arriba (b) .

El vidrio (1) fluye en un labio de vertedero (2) después del ajuste del grosor y de la carga entre este labio del vertedero y una barrera (3) vertical frontal, luego flota sobre el metal (5). Puede verse que el vidrio forma un talón (4) por debajo del labio del vertedero. Las flechas sugieren el movimiento del vidrio fundido. La zona más corriente arriba (6) de este talón situada simétricamente sobre el eje longitudinal (AA1 ) , es una zona de puntos estacionarios. Esta zona se sitúa simétricamente, sobre el eje (AA') entre dos flujos de vidrio que viajan a cada lado de la instalación.

La Figura 2 muestra un dispositivo de acuerdo con la invención, visto de lado. Como aquí arriba, el vidrio corre en un labio del vertedero (2) después de la . calibración del grosor a través de una barrera (3) frontal para flotar después de ello sobre el baño (5) de flotación.

Un talón (4) se. forma por debajo del labio del vertedero (2) . De acuerdo con la invención, metal fundido de la misma clase que el del baño' (5) fluye constantemente' en la zona (6) previniendo la formación de un punto estacionario para el vidrio fundido. El ducto (7) trae este metal fundido que está hecho para fluir sobre un plano inclinado- (201)" antes de alcanzar el propio baño de flotación, haciéndolo así . para prevenir la turbulencia en el baño de metal líquido.

La Figura 3 muestra una instalación de flotación convencional sin el dispositivo particular de acuerdo con la invención, La invención proporciona una adaptación de este tipo de instalación para vidrio de flotación del tipo de vitrocerámica. Por lo tanto la invención puede hacer uso. de la misma instalación, con la adición de una entrada de metal fundido en la zona o en el punto más corriente arriba y de una manera simétrica con relación al eje longitudinal (AA') de la instalación, y por lo tanto - también del vidrio de flotación. El tanque comprende paredes laterales (8) y' paredes terminales (9 y 10) , respectivamente a la entrada y a la salida del tanque. El tanque, que contiene un baño (5) de estaño fundido, tiene una porción (11) corriente abajo más estrecha. El vidrio fundido es vaciado en el baño en su extremo de entrada, desde un canal de distribución (12) que termina en el labio del vertedero y está colocado por ' arriba de la pared de la entrada del tanque. Los reguladores de temperatura, que no se muestran en las Figuras, están incorporados en el techo que corona el baño. Estos reguladores establecen las condiciones de calor del vidrio mientras lo mantienen en el estado deformable hasta el final de la zona de extracción.

En una producción de vidrio, el baño comprende varias zonas que se muestran en la Figura 3, que pueden distinguirse de la siguiente manera: - una zona (I) para extender el vidrio después de que ha sido vaciado en el baño de flotación, corriente arriba; - una zona (II) en la cual el listón- de vidrio que se está formando es sometido a fuerzas longitudinales dirigidas hacia afuera bajo las acciones de los rodillos (12) de elevación y los rodillos (13) superiores. En esta zona, la extracción del vidrio empieza y este se vuelve más delgado; - una zona (III) en la que el listón de vidrio toma su forma definitiva bajo la acción de los rodillos (12) de elevación.

Las zonas (II) y (III) juntas forman la zona de extracción.

- Una zona (IV) de consolidación en la cual el listón ajustado de vidrio se enfría progresivamente.

Después de haber sido vaciado en el baño de flotación, el vidrio se extiende libremente hasta el máximo en la zona (I) . Por lo tanto forma un listón (14) que se . mueve corriente abajo bajo el efecto de la tracción de los rodillos (12) de elevación por fuera del tanque.

Luego se obtiene el grosor deseado a través de la acción combinada de la tracción de los rodillos (12) de elevación y los rodillos (13) superiores moleteados, • usualmente' hechos de acero, ligeramente oblicuos con relación a la perpendicular de la dirección de viaje del listón.. Estos rodillos superiores están conectados a través de' la flecha (15) con los motores (16) que los accionan usualmente a velocidades que difieren dependiendo de su posición y que aumentan corriente abajo. La aplicación de - estos rodillos a los bordes del listón de vidrio que se está formando lo fuerzan en oposición al estrechamiento del listón de vidrio. Por lo tanto el listón de vidrio .es estirado en la zona de estos rodillos superiores. Luego el listón de vidrio es llevado hasta el grosor deseado a través de un estiramiento debido a los rodillos de elevación.

El movimiento del listón de vidrio en el baño causa por debajo del listón una corriente de metal fundido dirigida corriente abajo del tanque y llamada la corriente de corriente abajo. Esta corriente de corriente abajo topa contra la cara exterior del tanque y rebota para formar una corriente de corriente arriba. La corriente de corriente abajo está esquematizada en la Figura con una flecha de línea continua y la corriente de corriente abajo está esquematizada con flechas punteadas (en la zona IV) .

La Figura 4 muestra una vista parcial superior de un diagrama que representa la mitad de un baño (17) de flotación. De acuerdo con la invención, una porción del material fundido puede ser sangrado en el extremo corriente abajo del baño y transportado por un tubo (18) . El metal es parcialmente reintroducido en la zona (6) a través de todo el ancho corriente arriba del baño (el flujo del metal en (6) está representado con flechas), simétricamente con relación al eje longitudinal (AA' ) (por lo tanto la Figura 4 muestra sólo la mitad del ancho de reintroducción del metal fundido) . Otra zona de reintroducción puede estar situada en diferentes puntos (19) del baño. La invención también proporciona la posibilidad de realizar un tratamiento por calor, y más precisamente una elevación de la temperatura para llevar al metal sangrado hasta una temperatura cercana a la de la zona de reintroducción; esa - operación se usa para, limitar más la interrupción debida a las variaciones de temperatura. En el caso de la Figura 4 y de . una división en dos puntos de reintroducción (6 y 19_) , es posible proporcionar, por ejemplo, un. tratamiento por calor progresivo a todo lo largo del tubo; de acuerdo con esta representación, la regulación del calor se .adapta para obtener en el punto (19) una temperatura del metal fundido sangrado correspondiente a la temperatura del baño en este punto (19) de reintroducción en el baño y el tratamiento pie calor continúa, mientras que el resto del metal fundido está en su camino hasta el punto (6), de modo que la temperatura del metal en este punto (6) corresponde a la temperatura en el baño en esta zona de reintroducción. De acuerdo con otra representación, es posible proporcionar un tratamiento por calor sólo para el metal tomado hasta el punto (6), considerando que el metal reintroducido en el. punto' (19) está a una temperatura tal que no interrumpirá la zona de reintroducción del baño, al ser- ligera la diferencia de temperatura. Los medios de calentamiento usados pueden ser cualquier medio conocido por aquellos experimentados en la técnica, y ventajosamente, medios de calentamiento por inducción, particularmente cuando un tubo . (18) está hecho de un material refractario. De acuerdo con la invención, el dispositivo que se ilustra en esta Figura 4 está hecho ventajosamente de manera simétrica en los dos bordes del baño, de modo que la sangría y la reintroducción del metal fundido no interrumpen la trayectoria de viaje del listón de vidrio.

De nuevo es posible proporcionar un dispositivo de bombeo tal como una bomba de grafito como se estableció anteriormente. Esta bomba asegurará que el metal sangrado viaje en el tubo (18). De acuerdo con otra representación, y más particularmente cuando se proporciona calor, la variación de la densidad del metal fundido dentro del tubo (18) puede ser suficiente para asegurar que el metal sangrado viaje como también ya se ha establecido. anteriormente .

La Figura 5, que muestra una vista lateral esquemática parcial de un baño de flotación, ilustra un dispositivo similar al anterior, de acuerdo con el cual el • metal fundido ya no es sangrado a través del lado del baño, sino a través del fondo del mismo, vía un tubo (18) . Esta Figura muestra una bomba (20) y un dispositivo calentador, pero el último es opcional, como en el caso de la Figura 4. La bomba (20) se proporciona ventajosamente al inicio d'el tubo (18) y el dispositivo (51) de calentamiento se • . proporciona por su parte en el extremo del tubo (18) justo antes de la zona (6) de reintroducción. El metal reintroducido corre sobre un plano inclinado (52) antes de reentrar al baño de flotación (53) . 5 . La Figura 6 ilustra otra representación de la invención de acuerdo con la cual el metal fundido sangrado es llevado de regreso corriente arriba, por una parte a través de un tubo (27) creado en el interior del baño (5) 10 por la presencia de una pared (23) y, por otra parte, a . través de un ducto (18) que regresa el metal fundido todo el camino corriente arriba hasta la zona (6) para prevenir la formación de un punto estacionario del vidrio. Una bomba (61) regresa el metal fundido a través del ducto (18) . Esta 15 Figura 6 muestra primero que todo el listón de vidrio.81) que está corriendo sobre el baño de flotación (5) - delimitado por las paredes (8) . El metal fundido es arrastrado a lo largo por el listón de vidrio que crea una corriente de corriente abajo que se indica con las flechas 20. (26) . En el extremo del baño, esta corriente de corriente abajo es transformada en una corriente de corriente arriba.

Esta transformación ocurre de manera natural como se ' explicó anteriormente por el rebote sobre el extremo del baño, y el metal fundido es canalizado en el tubo (27) a 25 través de una geometría del fondo del baño que se proporciona juiciosamente para este propósito. Esta Figura 6 muestra de nuevo elementos de calentamiento tales como los elementos radiantes colocados por arriba del baño paira reacondicionar térmicamente el metal fundido sangrado y llevarlo hasta el punto (29) para su reintroducción dentro del baño a una temperatura tan cercana como sea posible a la del baño en este punto. Como en el caso de las representaciones anteriores, estos elementos de calentamiento son opcionales y están ventajosamente presentes cuando el punto de reintroducción está lejos corriente arriba. De modo similar, es posible añadir a esa representación una bomba que se colocaría ventajosamente en el inicio del tubo (27)-.

Las Figuras 7 y 8 representan un diagrama de una instalación que puede corresponder a una representación de acuerdo con la Figura 4, es decir, a una sangría lateral del metal fundido. Estas Figuras muestran la porción corriente abajo del baño (37), el punto (30) de sangría del metal fundido y además corriente arriba un punto. (31) de reintroducción. Un dispositivo (33) de derrame está hecho de manera acoplada cerrada en la pared (32) del baño. Este dispositivo (33) recibirá naturalmente el metal' fundido que es arrastrado a lo largo por el listón de vidrio y que topa contra el extremo corriente arriba del baño, luego lo lleva a la bomba (34) y' finalmente dentro del tubo (35). El dispositivo (33) de derrame consiste esencialmente de un plano inclinado (36) que ayuda a que el exceso de metal fundido sea arrastrado a lo largo, de modo que no aparezca 5. corriente de corriente arriba dentro del baño (37) . La bomba (34) es ventajosamente una bomba de grafito y, como en todas las representaciones previamente presentadas, es - opcional. De nuevo es posible añadir a este dispositivo un sistema de calentamiento que también es opcional. 0 ' . En el punto (31) de reintroducción en el baño (37) , se proporciona ventajosamente un dispositivo, que no se muestra en las Figuras, usado para reintroducir el metal fundido a una velocidad virtualmente de cero; es por ejemplo un labio de vertedero con superficie ensanchada.

El ducto que regresa al metal fundido está , dividido para suministrar al punto (6) de reintroducción lo más corriente arriba y está colocado en el eje para ' prevenir que el vidrio forme un punto estacionario. • De la misma manera que las otras representaciones de acuerdo con la invención, el sistema que se muestra en . las Figuras 7 y 8 se produce ventajosamente a cada lado del baño en particular para no interrumpir la trayectoria del listón de vidrio tanto en la zona de sangría como en la zona de reintroducción.

Naturalmente, sin importar cuál representación de la invención se elija, se toma en cuenta el mayor volumen creado particularmente por el dispositivo de circulación del metal fundido para determinar el volumen total de metal fundido necesario para la correcta operación del dispositivo para producir el listón de vidrio de flotación.

Estas representaciones de acuerdo con la invención tienen otras ventajas; se sabe que, en el sistema de producción de un listón de vidrio de flotación, se crean impurezas que se encuentran en la zona corriente abajo del baño y que pueden contaminar la superficie del fondo del vidrio de flotación. La invención hará posible sangrar esas impurezas al mismo tiempo que se sangra el metal fundido en la zona corriente abajo y ya sea removerlas o reintroducirlas subsecuentemente en el baño más corriente arriba, siguiendo esto último* la ruta del metal fundido sangrado. La reintroducción de estas impurezas corriente arriba del baño y por lo tanto en una zona más caliente a atmósfera reducida, causará que se reduzcan y por lo tanto desaparezcan. El método de acuerdo con la invención también hace posible, por lo tanto, un tratamiento del metal fundido que remueve las impurezas.

El método de acuerdo con la invención tiene la ventaja adicional de ser simple de implementar y poder, en particular, adaptarse a las instalaciones existentes sin requerir trabajo de implementación importante.

El listón de vidrio de flotación, particularmente de precursor de vitrocerámica, puede ser de desde 1 mm hasta 30 mm de grueso, y más particularmente desde 1.5 mm hasta 25 mm y desde 50 hasta 500 cm de ancho, y más particularmente de desde 60 hasta 460 cm.

Al dejar la instalación de formado, el listón pasa dentro de un lehr para enfriarse progresivamente, después de lo cual el listón es cortado en hojas que comprenden dos caras principales y un borde cortado. Cada cara principal de estas hojas puede tener un área de superficie de 0.15 m hasta 20 m . En particular, cada cara principal puede ser de desde 0.4 m hasta 6 m de largo y de desde 0.4 m hasta 3.5 m de ancho.

Estas hojas pasan luego por el tratamiento de ceramización por calor específico para transformarlas en vitrocerámica. Como ejemplo, para una vitrocerámica con base en Si02-Al203-Li20, el tratamiento de ceramización puede realizarse usualmente de la siguiente manera:- a) elevar la temperatura al rango de 30 a 80°C por minuto hasta el dominio de nucleación, usualmente situado en la vecindad del dominio de transformación del vidrio; b) pasar a través del rango de nucleación (670- 800°C) en 15 a 25 minutos; c) elevar la temperatura al rango de 15 a 30°C/minuto hasta el nivel de la temperatura de ceramización que usualmente cae entre 900 y 1100°C; d) mantener la temperatura del nivel de ceramización durante un periodo de 10 a 25 minutos; e) enfriar rápido hasta la temperatura ambiente Después del ciclo de ceramización, la hoja de vidrio comprende la fase cristalina característica de la • estructura de vitrocerámica.

La invención también se refiere al dispositivo , para aplicar el método que ha sido descrito y más particularmente a un dispositivo para producir un listón de vidrio por flotación, de acuerdo con el cual el listón • corre sobre un baño de .flotación, caracterizado en que comprende un medio para introducir el metal fundido sustancialmente en el punto más corriente arriba del vidrio de flotación y situado sobre el eje longitudinal del baño. El medio de introducción es preferiblemente tal que el metal fundido está en movimiento en el punto de encuentro con el baño de flotación. Más particularmente, el medio de introducción puede comprender un plano inclinado de material refractario, terminando el plano inclinado en el baño de flotación, de modo que l metal fundido que se va a introducir corra primero sobre el plano inclinado antes de vaciarse en el baño. En particular, el dispositivo pueble comprender al menos un ducto al que se suministra con el metal sangrado del baño y el regreso del metal sangrado al punto más corriente arriba del vidrio y situado sobre el eje longitudinal del baño. También puede comprender al menos un sistema de derrame en el extremo corriente abajo del baño para sangrar el metal fundido y conectado con el ducto. El sistema de derrame puede ser un tanque acoplado ' cerrado con el baño y conectado al mismo a través de un vertedero, estando el tubo por fuera del baño. Preferiblemente, el metal es retirado y reintroducido de una manera simétrica con relación al eje longitudinal de la instalación de flotación.

La invención también se refiere a una hoja (plana) de vitrocerámica al menos una dimensión de la cual (ancho o largo) es mayor a 75 cm, y aún mayor a 80 cm y aún mayor a 100 cm y aún mayor a 200 cm, usualmente menor a 600 - cm. En particular, la hoja puede ser delgada, es decir, más delgada que 3 mm y aún más delgada que 2.5 mm, aún más delgada que 2 mm, además usualmente más gruesa que 0.8 mm.

Cualquier tipo de vidrio precursor de vitrocerámica puede ser trabajado, de acuerdo con la ' invención, incluyendo aquellos que comprenden más de 1.5% de ZnO y aún más de 1.6% por peso de ZnO.

Se entiende claramente que esta invención, que se describe más particularmente para producir vitrocerámica, también aplica a vidrio de tipo que no sea vitrocerámica. ' También se entiende bien que el metal en el baño de flotación puede ser recirculado independientemente de . la reintroducción en la cabeza del baño de flotación. La recirculación del metal fundido (usualmente con base de . estaño) se describe más particularmente con relación a la producción de vidrio para vitrocerámica y otros vidrios sensibles a la cristalización, pero este ' método de recirculación aplica también a cualquier cámara de flotación, cualquiera que sea el vidrio producido, para beneficiarla con las ventajas distintas de la de prevenir • la cristalización.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Método para la producción de vidrio' plano que comprende la flotación continua de. un vidrio fundido sobre un baño de metal fundido en una instalación de flotación, siendo vaciado el vidrio en estado fundido sobre el metal fundido y formando progresivamente un listón que corre sobre el baño de metal sin tener ningún punto estacionario en la instalación.

2. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado en que el vidrio que flota sobre el metal fundido es un vidrio precursor de vitrocerámica.

3. Método de acuerdo con una. de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el metal fundido es introducido en la instalación de modo que forme una zona de recepción móvil para el vidrio fundido.

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el metal fundido es introducido en los puntos de flotación que serían estacionarios para el vidrio si no hubiera introducción.

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el metal fundido es introducido en el punto de flotación más corriente arriba y situado sobre el eje longitudinal del baño.

6. Método de acuerdo con una- de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el metal fundido es introducido de manera continua en el punto de flotación del vidrio más corriente arriba y situado sobre el eje longitudinal del baño.

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones desde la 3 hasta -la reivindicación anterior, caracterizado en que el metal fundido introducido se origina al menos parcialmente a partir de un punto de sangría del mismo baño . situado más corriente abajo.

8. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado én que el flujo de material sangrado y reintroducido se divide, por una parte, para suministrar el punto de flotación lo más corriente arriba y situado sobre el eje longitudinal del baño, y, por' otra parte, para . suministrar al menos un otro punto de reintroducción situado entre el punto anterior y el punto de sangría.

9. Método de acuerdo con una de las dos reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el metal sangrado es recalentado antes de ser reintroducido.

10. Método-, de acuerdo con una de las reivindicaciones • desde la 7 hasta la reivindicación anterior, caracterizado en que el metal fundido es sangrado desde las porciones laterales del baño de flotación y de una manera simétrica con relación a su eje longitudinal.

11. Método . de acuerdo con una de las reivindicaciones desde la 7 hasta la reivindicación anterior, caracterizado en que el metal fundido es reintroducido parcialmente en las porciones laterales del baño con una. velocidad virtualmente de cero y de una manera simétrica con relación al eje longitudinal.

12. Método para preparar una vitrocerámica plana, que comprende el método de una de las reivindicaciones anteriores que conduce a un vidrio plano, que luego pasa por un proceso de ceramización que lo conduce al estado de vitrocerámica.

13. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que, en el lugar donde el vidrio es vaciado, su viscosidad cae entre 3 y 4.5 poise.

14. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que, en el lugar donde el vidrio es vaciado, su temperatura cae entre 1300 y 145°C.

15. Dispositivo para formar vidrio fundido para la producción de un listón de vidrio de flotación, dispositivo que comprende una zona de vaciado del vidrio fundido seguida por una zona de extracción del vidrio, de acuerdo con lo cual el listón corre sobre un baño de flotación, caracterizado en que comprende un medio para introducir el metal fundido sustancialmente en el punto más corriente arriba del vidrio de flotación y situado sobre el eje longitudinal del baño.

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado en que el medio de introducción es tal que el metal fundido está en movimiento én el punto de encuentro con el baño de metal. -

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores del dispositivo, caracterizado en que comprende un plano inclinado de . material refractario, terminando el plano inclinado en el baño de metal, de modo que el metal fundido que va a introducirse primero corre sobre el plano inclinado antes de vaciarse dentro del baño.

18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado en que comprende al menos un ducto al que se suministra el metal sangrado del baño y que regresa el metal sangrado al punto más corriente arriba del vidrio y situado sobre el eje longitudinal del baño.

19. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación . anterior, caracterizado en que comprende al menos un sistema de derrame en el extremo corriente abajo del baño, para sangrar el metal fundido, y conectado con el ducto.

20. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado en que el sistema de derrame es un tanque acoplado cerrado con el baño y conectado al mismo a • través de un vertedero y en que el tubo está por fuera del baño .

21. . Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 a las ' anteriores, caracterizado en que el metal es retirado y reintroducido de una manera simétrica con relación al eje longitudinal de la instalación de flotación.

22. Vidrio plano, particularmente del tipo precursor de vitrocerámica, o vitrocerámica plana, preparado con el método de una de las reivindicaciones de método anteriores.

23. Placa de vitrocerámica, al menos una dimensión de la cual es mayor a 75 cm.

24. Placa de acuerdo con la reivindicación anterior al menos una dimensión de la cual es mayor a 80 cm.

25. Placa de acuerdo con la reivindicación anterior, al menos una dimensión de la cual es mayor a 200 cm.

26. Placa de vitrocerámica, particularmente de acuerdo con una de las reivindicaciones de placa anteriores, cuyo grosor es menor a 3 mm.

27. Placa de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada en que su grosor es menor a 2.5 mm.

28. Placa de acuerdo con la reivindicación anterior, cuyo grosor es menor a 2 mm.

29. Placa de vitrocerámica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que contiene más de 1.5% de ZnO.

30. Placa de vitrocerámica de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada en que contiene más de 1.6% por peso de ZnO. RESÜMEN La invención se refiere a un método y un dispositivo para la producción de vidrio plano, que comprende la flotación continua del vidrio (1) fundido sobre un baño (5) de metal fundido en una instalación de flotación, con lo cual el vidrio de flotación gradualmente forma un listón móvil en el baño de metal sin tener ningún punto fijo en la instalación. Para ese propósito, el metal fundido puede ser vaciado en los puntos (6) que pueden ser puntos fijos y, en particular, en el punto de flotación más corriente arriba localizado sobre el eje longitudinal del baño. El vidrio puede ser un vidrio precursor de vitrocerámica. De acuerdo con la invención, es posible producir placas grandes de vitrocerámica, mayores a 75 cm, así como placas muy finas, más delgadas que 3 mm.