NO156433B - Tobakksroekfilter. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for utglødning av glass ved regulert nedkjøling gjennom utglødningsområdet.

Denne oppfinnelsen angår varmebe-handling eller utglødning av glass, og be-handler særlig fremgangsmåter for nedkjøling og utglødning av et sammenheng-ende glassbånd på en lett regulerbar måte

og på forholdsvis kort tid, mens det blir

oppnådd forholdsvis små gjenværende

spenninger 1 de ferdige produkter.

Nødvendigheten av å bruke et regulert nedkjølingsprogram for å redusere de

spenninger som opptrer i glassprodukter

når de blir avkjølt fra sin smeltede form

eller fra en temperatur til hvilken de er

blitt oppvarmet for å utløse eksisterende

interne spenninger, er velkjent. Ved pro-duksjon av en kontinuerlig glassplate eller

et glassbånd, slik som ved en trekkeprosess,

er riktig utglødning nødvendig for å frembringe et glass som har et tilnærmet jevnt

mønster for de gjenværende spenninger

over hele flaten og akseptable egenskaper

ved oppkapping eller skjæring. Det finnes

et optimalt område for gjenværende spenninger i' plateglass som gir et glass som er

best egnet for skjæring. Høye spenningsverdier har en tilbøyelighet til å øke skjæ-revanskelighetene ved en større tendens til

at et løpende brudd kan dele seg av fra en

skjærelinje fremstilt av et skjæreverktøy.

Spenningsverdier som er for lave, angir

overfor de fagkyndige at glasset er for godt

utglødet og derfor likeledes vanskelig å

skjære.

I hovedtrekkene omfatter reduksjons-prosessen av gjenværende spenninger ned-

kjøling av glasset som er dannet eller fremstilt fra en smeltet kilde eller er oppvarmet til en temperatur ved hvilken de eksisterende spenninger blir utløst, på en slik måte at vesentlige gjenværende spenninger ikke vil opptre på nytt når glasstempera-turen har nådd likevekt. For å nedsette spenninger er en nøyaktig regulering av temperaturen viktig bare gjennom et smalt temperaturområde —• nemlig utglødnings-området. Den øvre grense for utglødnings-området er egnet for praktisk definisjon og bestemmelse for et gitt glass. Vanligvis er den den laveste temperatur ved hvilken utløsningen av spenningene er så rask at spenningene ikke kan merkes på tidsskalaen for den prosess som betraktes. Den nedre grense for utglødningsområdet er mer ubestemt, men blir vanligvis definert som den temperatur fra hvilken et stykke glass kan avkjøles raskt uten at det med-fører permanente spenninger. Det må be-merkes at temperaturgrensene for utglød-ningsområdet for en gitt glassblanding ikke er faste, men varierer med utglødnings-tiden.

Hittil er det anvendt en utglødnings-eller varmebehandlingsprosess som er utviklet av Adams og Wiiliamson<*>) for å oppnå de lavest mulig gjenværende spen-<*>) L. H. Adams and E. D. Wiiliamson, J. Franklin Inst., 190, 597—631 og 835—868

(1920). Se f.eks. utglødningskurven på fig. 4 i US patent nr. 2 952 097. ninger med størst mulig tidsbesparelse. Denne prosess består av to vesentlige trinn: (1) Å holde eller gjennomvarme glasset ved en konstant temperatur høyt oppe i ut-glødningsområdet under en del av utglød-ningstiden og så (2) å nedkjøle glasset fra en slik høy konstant temperatur til den nedre grense av utglødningsområdet med en gradvis økende hastighet for derved å innføre en endelig tillatelig spenning under den resterende del av den tilgjengelige ut-glødningstid. Et godt resultat med denne fremgangsmåte er avhengig av en nøyaktig beregning av den valgte opprinnelige ut-glødningstemperatur og nedkj ølingshastigheten, og de forskjellige arbeidssykluser må følges meget nøyaktig. Fra et praktisk synspunkt er det vanskelig å anvende denne prosess ved et kontinuerlig glassbånd med en betydelig bredde. Det ville være nødven-dig å senke temperaturen av båndet fra dannelsestemperaturen til den øvre grense av utglødningsområdet raskt og jevnt og så å holde temperaturen konstant over den plate som utglødes, i den riktige tidsperiode. På grunn av disse vanskeligheter med nøyaktig å følge den foreskrevne teo-retiske kurve ifølge Adams og Wiiliamson har de industrielle prosesser vanligvis bare brukt utglødningskurven ifølge Adams og Wiiliamson omtrentlig eller har forsøkt å opprette konstante nedkj øllngshastigheter gjennom utglødningsområdet. Slike pro-grammer medfører vanligvis en gradvis nedkjøling gjennom utglødningsområdet med en reduksjon i nedkjølingstiden ovenfor og nedenfor det kritiske område hvor nedkjølingsprosessen ikke har innvirkning på de gjenværende spenninger. Det er et formål for oppfinnelsen å skaffe et nytt utglødningsprogram som mu-liggjør oppnåelse av lavere restspenninger, eller gjenværende spenninger, spesielt i flatt glass som fremstilles i en kontinuerlig prosess, enn det som har vært mulig med andre nedkj ølingsprogrammer anvendt under lignende forhold. En fremgangsmåte for utglødning av glass, omfattende en regulert nedkjøling av glasset gjennom utglødningsområdet er således i henhold til denne oppfinnelse i før-ste rekke karakterisert ved at nedkj ølingshastigheten blir øket meget sterkt mens glasset har en temperatur over den nedre grense av sitt utglødningsområde og under et så stort tidsintervall at ingen vesentlig utløsning av de o<p>pståtte spenninger kan finne sted ved viskøs flytning, hvorpå av-kjølingen blir raskt brått nedsatt mens glasset har en temperatur innenfor utglød-ningsområdet, og at den gjennomsnittlige avkjølingshastighet innenfor utglødnings-området forut for det hurtige nedkj ølingstrinn er lik eller større enn den gjennomsnittlige nedkjølingshastighet som følger etter det hurtige nedkjølingstrinn.

Den oppfinnelse som er beskrevet og beskyttet i norsk patent nr. 110 411 angår en fremgangsmåte av den art hvor glasset kontinuerlig blir nedkjølt fra den øvre grense av dets utglødningsområde til den nedre grense for det utglødningsområde i et flertall bestemte trinn med suksessivt forskjellige og tilnærmet konstante nedkjølingshastigheter. Ved hjelp av den særskilte fremgangsmåte ifølge patentet blir det frembrakt et lavere permanent spenningsnivå i glasset enn det som ville fremkomme ved en enkelt lineær avkjølingshastighet gjennom utglødningsområdet på den samme forutbestemte tid. Foreliggende oppfinnelse kan brukes ikke bare ved den utglød-ningsmetode som er beskrevet i det nevnte patent, men også ved andre utglødnings-programmer som benytter ikke-lineære nedkj ølingskurver.

Foreliggende oppfinnelse omfatter senkning av glassets temperatur gjennom deler av utglødningsområdet med en plutselig øket høy nedkjølingshastighet, etter-fulgt av en brå eller rask reduksjon av nedkj ølingshastigheten innenfor en tilstrekkelig kort tid til at den dominerende reaksjon («dominant response») i glasset blir i det vesentlige elastisk under dette trinn. Den spenning som frembringes av endringen til en høy nedkjølingshastighet, forsvinner således med opphøret av den høye nedkjøl-ingshastighet, idet det ikke er tilstrekkelig tid under denne prosess til at en vesentlig spenningsutløsning kan finne sted.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir den gjenværende spenning i glass som er utglødet gjennom et nedkjølingsprogram som omfatter to eller flere konstante nedkjølingshastigheter, likesom i henhold til ovennevnte patent, senket ved å sende en gass- eller luftstrøm mot den del av glasset som har den temperatur i utglødnings-programmet hvor nedkj ølingshastigheten blir nedsatt.

Ifølge en særlig utførelsesform for oppfinnelsen er det utviklet et fullstendig nytt utglødningsprogram karakterisert ved at en rekke av de nevnte hurtige nedkjølingstrinn følger etter hverandre og at nedkjøl-ingen blir forsinket mellom de hurtige nedkjølingstrinn. De hurtige nedkjølingstrinn Kan f.eks. bestå i at det sendes kjøleluft eller et annet inert gassfluidum mot glassoverflaten med adskilte tidsintervaller eller kontinuerlig i smale bånd ved innbyr- | des adskilte posisjoner i forhold til et be-veget glassbånd under utglødningsprogram-met.

Foreliggende oppfinnelse tilstreber å redusere utløsningen av den spenning som frembringes ved en plutselig forandring til en høyere nedkjølingshastighet, ved en rask nedsettelse av den høyere nedkjølingshas-tighet, da, som det vil bli beskrevet senere, utløsningen av den der frembrakte spenning adderes til den endelige spenning i glasset og reduserer ikke denne. Ved å anvende et kort nedkj ølingstrinn med høy hastighet blir det oppnådd en ytterligere nedkjøling innenfor utglødningsområdet på den forholdsvis lave bekostning av øket gjenværende spenning. Fig. 1 viser en rekke på tre diagrammet for et nedkj ølingsprogram ved en før-ste utførelsesform for foreliggende oppfinnelse, ved hvilket temperaturen (fig. IA), nedkj ølingshastigheten og temperaturgradienten (fig. IB) og senterstrekkspenningen (fig. 1C) er inntegnet langs en felles tidsskala; Fig. 2 viser mer detaljerte diagrammer av partielle temperaturkurver for midtpla-net, overflaten og middeltemperaturer (fig. 2 A) tilsvarende kurver for nedkj ølingshastigheten og temperaturgradienten (fig. 2B) og senterstrekkspenningen (fig. 2C) for en glassplate som undergår en rask avkjøling på et kort tidstintervall; Fig. 3 angir skjematisk temperatur- og spenningsfordelingen gjennom tykkelsen av en glassplate når en avkjølingsgradient er opprettet; Fig. 4 viser en rekke på tre diagrammer for et nedkj ølingsprogram ved en annen utførelsesform for foreliggende oppfinnelse, ved hvilket temperaturen (fig. 4A), nedkj ølingshastigheten og temperaturgradienten (fig. 4B) og senterstrekkspenningen (fig. 4C) er inntegnet langs en felles tidsskala; Fig. 5 er et skjematisk perspektivriss av en glasstrekkemaskin som illustrerer en første utførelsesform for oppfinnelsen; Fig. 6 er et diagram som viser foretrukne nedkj ølingskurver for vertikalt trukket plateglass hvor overflatetempera-turene for forskjellige tykkelser av glassbåndet med identiske middeltemperaturer er sammenlignet med deres vertikale stil-linger i en skjematisk tegnet vertikal glass-ovn under den oppadgående bevegelse av hvert bånd; Fig. 7 viser skjematisk et egnet lufttil-førselssystem for de luftfordelingsrør som anvendes ved foreliggende oppfinnelse; Fig. 8 og 9 viser konstruksjonsdetaljer ved luftfordelingsrørene; Fig. 10 er et skjematisk perspektivriss av en glasstrekkemaskin som illustrerer en annen utførelsesform for oppfinnelsen; Fig. 11 er et diagram som viser nedkj ølingskurver ved en annen utførelsesform for oppfinnelsen for vertikalt trukket plateglass hvor temperaturene for forskjellige tykkelser av glassbånd med identiske middeltemperaturer er sammenstilt med deres vertikale posisjoner i et skjematisk tegnet vertikalt ovenskammer under den oppadgående bevegelse av hvert bånd. Fig. 1 er sammensatt av tre diagrammer som i henhold til foreliggende oppfinnelse definerer et utglødningsprogram for en glassplate uttrykt ved overflatetemperatur T (fig. IA), nedkjølingshastighet R og temperaturgradient /\ T mellom midten og overflaten av platen (fig. IB), samt den momentant eksisterende spenning uttrykt som senterstrekkspenning i form av sentral dobbeltbrytning /\ c (fig. 1C), idet alle kurver er tegnet langs en felles tidsskala. Tidsskalaen i disse diagrammer er blitt tilstrekkelig uttrukket til å vise virkningene av de transiente temperatur- og spennings-fordelinger som påvirker utglødningspro-grammet. Fig. 2 og 3 viser spesielt endringene i temperatur- og spenningsfordeling under den korte tidsperiode under hvilken glasset blir raskt nedkjølt, som f.eks. ved hjelp av luftstrømmer, hvorunder de transiente tilstander må tas i betraktning.

Det refereres nå til fig. IA, hvor det er vist et utglødningsprogram ved hvilket glasset blir avkjølt fra ovenfor utglød-ningsområdet til en temperatur T m innenfor utglødningsområdet med en første hastighet Ri. Deretter blir overflaten av glasset raskt nedkjølt i et kort tidsintervall til en temperatur TBv innenfor utglødnings-området med en annen hastighet R2. Ved endringen i nedkjølingshastighet fra R» til R3 eller Ra' stiger overflatetemperaturen øyeblikkelig på grunn av varmestrømmen fra det indre av glassplaten mot den kal-dere overflate. En utlignet temperatur T,12 blir nådd ved tidspunktet ta. Nedkj ølingshastigheten R3' kan opprettes og opprettholdes til den nedre grense for ut-glødningsområdet, slik som vist med den stiplede linje, eller fortrinnsvis kan det opprettes en nedkjølingshastighet R3, som har en slik størrelse at den nødvendiggjør

en endring til en større hastighet R4 til en temperatur T B3 innenfor utglødningsom-rådet for å bringe glassets temperatur til

den nedre grense for utglødningsområdet på en forutbestemt utglødningstid.

Fig. IB viser endringene i temperaturgradienten /\ T og nedkj ølingshastigheten R, og fig. 1C viser den momentane spenning uttrykt som senterstrekkspenning /\c som tilsvarer det utglødningsprogram som er vist på fig. IA. De deler som er vist med stiplede linjer, tilsvarer nedkjøling etter den stiplede linje på fig. IA. En sammen-ligning av spenningdiagrammet på fig. 1C med diagrammene på fig. IA og IB viser at det ikke eksisterer noen'spenning i glasset så lenge temperaturgradienten, og derved nedkj ølingshastigheten, som er opprettet over utglødningsområdet, forblir konstant. U er det tidspunkt da glassets temperatur når den nedre grense for utglødningsom-rådet og tr, er det tidspunkt da den avsluttende nedkjølingshastighet R4 avtar når glasset nærmer seg romtemperatur. Den skarpe økning i nedkjølingshastighet ved tidspunktet ti bevirker f.eks. ved hjelp av luftstrømmer mot glasset en tilsvarende spenning som er inntegnet i retning av forhøyet sen ter kompresjon (nedsatt senterstrekkspenning). Fordi spenningen er vist langs en tidsskala som anskueliggjør de transiente virkninger av temperatur-og spenningsfordelingen på glasset, blir den eksisterende spenning ikke nøyaktig karakterisert ved en eneste parameter, slik som f.eks. , den momentant eksisterende senterstrekkspenning /\ c, som kunne være representative for proporsjonale spennings-endringer gjennom platens tykkelse. Dette kan bedre forstås under henvisning til fig.

2 og 3.

Den stiplede linje for Tm på fig. 2A viser forløpet av middeltemperaturen i den del av kurven på fig. IA som ligger mellom tidspunktene ti og t2. Forløpet av over-flatetemperaturene og sentertemperature-ne for glassplaten er vist ved de fullt opptrukne kurver Ts resp. Tc. Kurvene er først vist parallelle, hvilket angir en temperaturgradient i likevekt. Ved tidspunktet ti blir glasset, som nedkjøles med hastigheten Ri, raskt avkjølt, f.eks. ved hjelp av luftstrømmer mot det korte tidsintervall fra ti til t x. Ved tidspunktet ti blir glassets overflatetemperatur hurtig nedsatt, men foreløpig blir sentertemperaturen ikke påvirket. Ved omkring tidspunktet tx begynner sentertemperaturen å synke med stor hastighet og fortsetter å synke raskt inntil tidspunktet t2. Fra tidspunktet tx til t2 øker overflatetemperaturen med omkring halvparten av nedsettelsen under den raske avkjøling. Ved tidspunktet t2 blir det således oppnådd en likevektstilstand som blir indikert ved de paralelle temperaturkurver i diagrammet med en vinkelkoeffisient som bestemmes av nedkjøl-ingsbetingelsene som oppretter den nedsatte avkjølingshastighet R3. Det skal be-merkes at nedkj ølingshastigheten Rs begynner ved en temperatur som er be'tydelig forskjellig fra temperaturen forut for luft-avkjølingen. Forskjellen kan meget vel være på omkring 15° C. Diagrammet på fig. 1C viser skjematisk at denne nedsettelse i temperatur er blitt ledsaget bare av den spenningsforandring (angitt ved differansen i spenningsverdier mellom A og B) som er utløst mellom tidspunktene ti og t2. Som vist med større nøyaktighet ved hjelp av detalj kurven på fig. 2C, kan imidlertid spenningsutløsningen under en varierende temperaturgradient ikke i virkeligheten skilles fra endringen i spenning på grunn av fjernelse av den raskt avkjølende temperaturgradient. Nedsettelsen i temperatur ved begynnelsespunktet for hastigheten R3 (fig. IA) reduserer vinkelkoeffisienten for hastigheten R3 som er nødvendig for å senke glassets temperatur til en gitt temperatur, som f.eks. TB3 , og derfor ut-løses spenninger under denne nedkjølings-hastighet mot en mer isotermisk tilstand. Hvis vinkelkoeffisienten for R3 ikke blir redusert, muliggjør eventuelt det lavere be-gynnelsespunkt en oppnåelse av den nedre grense for utglødningsområdet på en kor-tere utglødningstid.

Fig. 3 viser skjematisk virkningen av ytre kjøling på en glassplate som opprinnelig er isotermisk og har en temperatur innenfor og nær den øvre grense av utglød-ningsområdet. Figuren angår således til-standene under det hurtige nedkj ølingstrinn, idet øvre diagram viser forholdene under den første del av det hurtige nedkj ølingstrinn, mens nedre diagram viser forholdene under en senere del av nedkjølingstrinnet. I øvre diagram er det vist en horisontal stiplet linje som delvis fal-ler sammen med den fullt opptrukne kurve. Den stiplede linje representerer den isotermiske tilstand i glasset. Glassets tempe-raturprofil når det nedkjøles representeres av de strekede kurver i diagrammene på fig. 3, mens de fullt opptrukne kurver representerer spenningen i glasset. Da temperaturgradienten i glasset momentant og forbigående blir endret under nedkj ølingsprogrammet skjer det en forandring av spenningsfordelingen slik som vist ved de to topper i spenningskurven på nedre diagram i fig. 3, hvilke to spenningstopper illustrerer den spenning eller strekkpåkjen-ning som opptrer nær de ytre lag av glassoverflaten. Fordi reaksjonen med hensyn til temperaturfordelingen i en glassplate med moderat tykkelse, overfor en forandring i dens termiske omgivelser, er forholdsvis rask, er den tid som medgår fra den isotermiske tilstand til likevektstemperaturen ganske kort i forhold til den tid som er nødvendig for å utgløde glasset. En tre millimeter tykk plate vil f.eks. oppnå sin nye likevekttilstand for temperatur-fordeling i løpet av omkring 2 sekunder, og en 6 mm tykk plate på omkring 8 sekunder.

Den temperaturfordelingskurve som er vist med streket kurve i øvre diagram på fig. 3, indikerer at den første virkning av den ytre nedkjøling er å senke overflatetemperaturen for platen uten å påvirke temperaturen i den sentrale del. På tilsvarende måte viser spenningsfordelingskurven, som er fullt opptrukket, at bare de av-kjølte overflatepartier av platen er under spenning. Dette er tilfelle fordi den sentrale del av platen ved glassets høye temperatur fremdeles er for væskeaktig til at spenninger kan opptre. Derfor forblir den totale spenning i glasset lav, og det vil være meget lite spenningsutløsning. Hvis nedkj ølingsgradienten blir opprettholdt, vil den spenning som ble frembrakt ved opprettelsen av gradienten, nå en likevektstilstand og, på grunn av den økte størrelse frembrakt av endringen i nedkjølingshas-tighet, vil den begynne å bli utløst i en betydelig hastighet gjennom viskøs forskyvning av glasset. Utløsning fortsetter så lenge gradienten blir opprettholdt og temperaturen i glasset er innenfor utglød-ningsområdet. Hvis den hurtige avkjøling blir redusert til en lavere hastighet før temperaturen og spenningsfordelingen tilsvarende den forøkte nedkjølingshastighet når en likevektstilstand, vil imidlertid den spenning som fremkom ved endringen til hurtig avkjøling, forsvinne som et resultat av reduksjonen i nedkjølingshastighet før det har funnet sted noen vesentlig utløs-ning. Noen spenning vil selvsagt likevel bli utløst under denne korte tid. Størrelsen av denne spenning er imidlertid liten, ikke bare på grunn av den korte tid, men også på grunn av at hastigheten av spennings-utløsningen blir holdt lav som resultat av det lave absolutte spenningsnivå i glasset, hvilket skriver seg fra det faktum at den mindre viskøse, sentrale del av piaten ikke er i stand til å opprettholde en spenning. Det kan derfor sees at den raske av-kjøling over tidsperioder som er noe kor-tere enn de som er nødvendig for å opprette en stasjonær fordeling gjennom glassets tykkelse, senker temperaturen i glasset uten å frembringe noen større gjenværende spenning.

Det refereres igjen til fig. 1C, hvor gjennomsnittlige spenningsverdier gjennom glassets tykkelse er inntegnet over overgangsperioder fra den ene nedkjølings-hastighet til en annen. Som nevnt tidligere og av grunner som nettopp er forklart, angir ikke disse deler av diagrammet spen-ningsverdien karakterisert ved senterstrekkspenningen i platen, slik som andre deler av diagrammet gjør. Følgelig er kurven delvis noe deformert, men vil ikke desto mindre være en hjelp for forståelsen av endringer i spenningen frembrakt ved nedkj ølingsprogrammet.

Spenningen, som er angitt som null for den del av nedkj ølingsprogrammet under hvilket den etablerte gradient over ut-glødningsområdet forblir konstant, vil fra tidspunktet tt til tidspunktet t2 forandres med de temperaturgradienter som fremkommer ved anvendelse av og fjernelse av den raske ytre avkjøling. Den tid som medgår for dette trinn, er tilstrekkelig kort til at glasset får for liten tid til å utløse noen vesentlig del av de frembrakte spenninger gjennom viskøs flytning selv om det befinner seg innenfor utglødningsområdet. Den virkelige spenningsstørrelse som blir utløst, blir skjematisk angitt ved differansen i spenningsverdier ved A og B på fig. 1C. Ved tidspunktet t x blir nedkj ølingshastigheten endret til R3 og nedsettelsen av temperaturgradienten til den som gir hastigheten R3, bevirker en spenning i retning av forøket senterstrekkspenning. Denne endringen fjerner den mengde senterkompre-sjonsspenning, som er indikert ved B, og som eksisterer i glasset ved tidspunktet t x når nedkj ølingshastigheten er nedsatt og, på grunn av størrelsen av reduksjonen i nedkjølingshastighet fra Ri til R3 pluss størrelsen av den spenning som er blitt ut-løst fra A til B, frembringes en momentant eksisterende senterstrekkspenning av en størrelse som er angitt ved C ved tidspunktet t2. Ved sammenligning av diagrammene IA og 1C kan det således ses at temperaturfallet i glasset fra TB1til T B2 ble avsted-kommet bare på bekostning av den lille spenningsverdi som ble utløst fra tidspunktet ti til t2. De virkelige spenningsverdier i punktene A, B og C angir bare foreløpige spenninger og har ingen virkning på den endelige permanente spenning i glasset, unntatt i den utstrekning de blir utløst gjennom viskøs flytning i glasset. Den spenning som eksisterer ved tidspunktet t2, slik som angitt ved C for den ideelle kurve eller ved C for den stiplede, forenklede kurve, blir utløst under hastighet, oppnådd uten en proporsjonal varigheten av nedkj ølingshastigheten R3 endring i spenningskurven,

eller R3' i en slik retning at glassets senter- I tillegg til det utglødningsprogram strekkspenning blir nedsatt inntil tempera- som nettopp er beskrevet, har prinsippene turen i glasset når den nedre grense for ut- i henhold til dette aspekt ved foreliggende glødningsområdet, slik som vist med stip- oppfinnelse muliggjort et fullstendig nytt lede linjer, eller inntil nedkjølingshastig- utglødningsprogram som best kan forstås heten igjen blir endret ved tidspunktet ta, i forbindelse med fig. 4. Fig. 4 er sammen-slik som vist med fullt opptrukne linjer, satt av tre diagrammer, 4A, hvor glassets Fordi en endring ved tidspunktet ts fore- temperatur under en nedkj ølingsprosess går til en større temperaturgradient, er ifølge foreliggende oppfinnelse er innteg-den frembrakte spenning i retning av ned- net som funksjon av tiden, 4B, hvor nedsatt senterstrekkspenning (større senter- kjølingshastigheten R og temperaturgra-kompresjon) og, som det fremgår av fig. 1C, dientene /\ T mellom midtpartiet og over-enhver spenningsutløsning fra tidspunktet flaten av glassplaten er inntegnet som ta er i retning av forøket senterstrekkspen- funksjon av tiden, og 4C, hvor den momen-ning og gjør den gjenværende spenning tant eksisterende spenning i glasset er inn-større. Den spenningsstørrelse som blir ut- tegnet angitt som senterstrekkspenning /\ c løst, er imidlertid liten, fordi glassets tem- som funksjon av tiden. Likesom de dia-peratur er forholdsvis lav i denne del av ut- grammene på fig. 1 er tidsskalaen tilstrek-glødningsområdet (slik at utløsningshastig- kelig uttrukket til å avdekke de transiente heten er lav) og den større nedkjølingshas- forhold ved endringer i nedkjølingspro-tighet R4 senker glassets temperatur til ne- grammet. Likesom forklart i forbindelse denfor utglødningsområdet meget raskt og med fig. 1 i det nevnte norske patent, er begrenser derved den tid under hvilken de deler av diagrammet som tilsvarer de spenninger kan utløses. Når glassets tem- transiente endringer, av denne grunn ikke peratur først kommer til den nedre grense nøyaktige når det gjelder å angi verdien av for utglødningsområdet ved tidspunktet t4, den parameter som er inntegnet, men er kan glasset betraktes som et elastisk ma- ikke desto mindre en hjelp til forståelsen teriale og nedsettelsen av fra tids- av utglødningsprogrammet. Som vist på punktet t-„ da den endelige, konstante ned- fig. 4A, blir glasset, som avkjøles med dets kjølingshastighet avtar og glasset begyn- naturlige nedkjølingshastighet Ri, utsatt ner å anta isotermiske romtemperaturfor- for en luftstrøm fra tidspunktet ti til tids-hold, til isotermiske romtemperaturforhold punktet tx, slik at det blir avkjølt fra en blir oppnådd, resulterer i en forøkning av temperatur ovenfor utglødningsområdet til spenningen som er den endelige, perma- en temperatur høyt innenfor utglødnings-nente og gjenværende spenning frembragt området med en meget stor hastighet R2 i glasset gjennom dets termiske forhistorie på en meget kort tid mellom ti og t2. Ved eller behandlingsforløp. Denne spenning er tidspunktet t2 blir glasset nedkjølt med en ekvivalent med den spenning som ville bli sterkt redusert hastighet R3, som er vesent-resultatet av nedkjøling av glasset gjen- lig mindre enn den normale nedkjølings-nom utglødningsområdet med den første hastighet for glasset og kan i virkelighe-hastighet Ri pluss den spenningsstørrelse ten nærme seg fastholdelsen av en kon-som blir utløst under hastighetene R2 og stant temperatur i glasset. Dette trinn blir R4, minus den spenningsstørrelse som blir gjentatt to ganger innenfor utglødnings-utløst under hastigheten R3. Det skal på- området i det viste eksempel; dvs. glasset pekes her at det betydelige temperaturfall blir avkjølt, slik som angitt ved hastig-fra Tm til Tj!2på bekostning av forøket heten Ri, blir så nedkjølt meget langsomt endelig spenning på grunn av spennings- med hastigheten R5, blir igjen raskt ned-utløsning mellom tidspunktene ti og t2 til- kjølt med hastigheten Rfl og blir endelig later at hastigheten R3 blir nedsatt i en nedkjølt langsomt med hastigheten R7 grad som øker den nyttige spenningsutløs- gjennom den nedre grense for utglødnings-ning (i retning av nedsatt senterstrekk- området. Det virkelig anvendte antall trinn spenning) til mer enn å kompensere for er delvis et spørsmål om praktiske produk-den lille økning i endelig spenning som sjonsbetraktninger. Den primære faktor spenningsutløsningen mellom tidspunktene som begrenser det minimale antall trinn, ti og t2 bidrar til. Dette skyldes at glasset er imidlertid grensen for det temperatur - ikke får tid til å bli utløst eller justert ved fall som kan oppnås innenfor en tids-viskøs forskyvning ved den raske ned- periode som er kort nok til å forhindre kjølingshastighet R2 og derfor blir det tem- spenningsutløsning. Stort sett betyr dette peraturfall som skyldes denne nedkjølings- en maksimal tid på omkring halvparten av

den tid det tar å opprette en gradient ved det med hastigheten Rs ved innenfor ut-likevektstilstand i glasset. gjødningsområdet å anvende ytterligere

Sammenholdes kurvene på fig. 4A og raske nedkj ølingstrinn med så kort varig-4B med spenningskurven på fig. 4C, kan het at glasset under de korte nedkjølings-det ses at det ikke er noen spenning under trinn oppfører seg i det vesentlige som et nedkj ølingshastigheten Ri som ble oppret- elastisk materiale. Glasset blir derfor un-tet ovenfor utglødningsområdet. Ved tids- der den meget korte tidsperiode fra t3 til ty punktet ti utløses den spenning som ble igjen raskt avkjølt med hastigheten R<i, frembrakt ved endringen fra hastigheten f.eks. ved å sende en luftstrøm mot glassets Ri til hastigheten R2, tilnærmet momen- overflate. Denne endring i nedkjølingshas-tant, fordi glasset er for flytende til å tighet fra Rs til R4 frembringer den mo-kunne understøtte en spenning. Derfor mentant eksisterende spenning som er an-medfører endringen i nedkjølingshastighe- gitt med linjen CD på fig. 4C i retning av ter en øyeblikkelig utløsning av glasset til forøket senterkompresjon. En liten del av en tilstand som tilsvarer tilstanden under denne spenning blir utløst selv i det korte den raske nedkjølingshastighet Ra. Hvis intervall mellom tidspunktene t3 og ti. Den-denne hastighet ble fortsatt gjennom ut- ne utløsning skjer i retning av forøket en-glødningsområdet, skulle det selvsagt ikke delig senterstrekkspenning. Når den raske bli noen spenningsutløsning, men ved f jer- nedkjølingshastighet R4 mellom tidspunk-telsen av gradienten ved romtemperatur tene t og U blir endret til hastigheten Rb, ville en meget høy permanent spenning blir det frembrakt en endring i den mo-opptre som resultat av fjernelsen av denne mentant eksisterende spenning E i retning høye gradient. Istedenfor dette blir den av forøket senterstrekkspenning, dvs. fra E fysikalske justering av glasset til hastig- til F. Den spenningsstørrelse F, som blir heten R2 gjennom viskøs forskyvning av frembrakt i glasset ved opprettelsen av glasset ovenfor utglødningsområdet an- nedkj ølingshastigheten R5, er ekvivalent vendt for å opprette en momentant eksi- med endringen fra hastigheten R3 til has-sterende spenning som er angitt ved linjen tigheten R5 (hvilket ideelt sett ikke ville AB på fig. 4C ved plutselig å nedsette av- være noen endring i det hele tatt, fordi kjølingshastigheten R2 ved tidspunktet tv. hastighetene R3 og Rr, er tilnærmet like) Fordi hastighetsendringen er fra en stor pluss størrelsen av den spenning som ble til en liten hastighet, fremkommer den til- utløst mellom tidspunktene t3 og U. Det svarende spenning i retning av forstørret kan da ses av fig. 4A og 4C at glassets tem-senterstrekkspenning. Følgelig skjer ut- peratur er blitt nedsatt gjennom en betyde-løsningen av den momentane spenning un- lig del av utglødningsområdet under den der det forholdsvis lange tidsintervall fra korte del av utglødningstiden mellom tids-t2 til t3 i retning av nedsatt senterstrekk- punktene t3 og U bare på bekostning av spenning og er således viktig for reduk- den lille økning i spenning som er angitt sjonen av den endelige permanente spen- ved F i forhold til det som er angitt ved C, ning. Fordi glassets temperatur ligger høyt og den temperaturgradient som glasset fy-innenfor utglødningsområdet, blir største- sikalsk blir justert til, er likevel fremdeles delen av den tilveiebrakte spenning utløst tilnærmet som ved isotermiske romtempe-under tidsintervallet fra t2 til t3. Fordi ned- raturforhold. Ett eller flere ytterligere kj ølingshastigheten R3 er lav, vil glasset trinn, slik som nettopp beskrevet, blir ut-nærme seg sin isotermiske tilstand ved fy- ført for å senke glassets temperatur gjen-sikalsk justering under spenningsutløsning nom utglødningsområdet. Den hastighet til denne nedkjølingshastighet. Hvis denne med hvilken de eksisterende spenninger ut-nedkjølingshastighet R3 ble fortsatt gjen- løses, nedsettes selvsagt med hvert suk-nom utglødningsområdet, ville således en sessivt nedkj ølingstrinn, fordi glassets tem-meget liten permanent spenning fremkom- peratur blir lavere. Størrelsen av tempera-me i glasset ved isotermiske romtempera- turfallet ved suksessive nedkj ølingstrinn turforhold. Det ville selvsagt ta lang tid å bør derfor nedsettes noe for å redusere avkjøle glasset med en slik lav nedkjølings- den skadelige utløsning av spenninger un-hastighet. Denne tilstand i glasset ved hvil- der de raske nedkj ølingstrinn, da disse ken temperaturgradienten meget nær til- spenningsutløsninger, skjønt de er små, ik-svarer den isotermiske tilstand, kan imid- ke lengre kan bli så effektivt redusert ved lertid i det vesentlige bli opprettholdt og den lavere nedkjølingshastighet som ved samtidig kan det bevirkes en betydelig re- høyere temperaturer. På den måte som duksjon i utglødningstid i forhold til den nettopp er forklart, skaffer foreliggende som ville være nødvendig for å senke glas- oppfinnelse en fremgangsmåte for å av-sets temperatur gjennom utglødningsområ- stedkomme den største del av det totale temperaturfall gjennom utglødningsområ-det på en meget liten del av utglødnings-tiden og med meget liten total skadelig spenningsutløsning. Den største del av ut-glødningstiden blir utnyttet til å mulig-gjøre utløsning av momentane spenninger mot en gradient som meget nær tilsvarer isotermiske forhold. Kort uttrykt, er raske nedkj ølingstrinn blitt overlagret over en hovednedkjølingshastighet som er meget lav — og som fortrinnsvis nærmer seg en isotermisk tilstand i glasset — uten i vesentlig grad å gi bidrag til den totale permanente spenning i glasset ved likevekts-forhold som er karakteristiske for hoved-nedkj ølingshastigheten. På denne måte kan en glassplate bli nedkjølt gjennom ut-glødningsområdet med den minimale mengde resulterende spenning som er mulig på den tid som medgår, eller står til rådighet.

Det refereres nå til fig. 5, som viser en anordning for å trekke et kontinuerlig glassbånd 16 fra et smeltebad 17. Likesom ved konvensjonelle trekkemaskiner, omslutter et trekkekammer 18, som delvis dannes av L-blokker 19, ventilatorvann-kjølere,20 og avkjølte fangpanner 24 et rom over badet og frembringer en egnet arbeidssone for dannelsen av båndet. Varmevekslere, slik som kjølere 22, befordrer størkningen eller «setningen» av glasset når båndet blir trukket opp fra badet 17 av en rekke trekkevalsepar 26 og blir ført til en oppkapningsstasjon (ikke vist) som ligger flere etasjer over badet. Det smeltede glass som danner badet 17, blir holdt på en temperatur omkring 1000° C. hvilket er passende for trekkeprosessen. Når båndet blir dannet og trukket gjennom trekkekammeret og ut i utglødningskammeret 30, som omslutter den del av båndet som befinner seg innenfor utglødningsområdets temperaturgrenser, blir det først nedkjølt fra den høye temperatur i badet av kjølerne 22, av den omgivende luft i trekkekammeret 18 og av de avkjølte fangpanner 24. På denne måte blir glasset nedkjølt til en temperatur på omkring 650° C på det tidspunkt da det forlater trekkekammeret. Denne del av avkjølingsprossesen finner sted over den øvre temperaturgrense for utglødningsområdet for glasset og er den samme som ved de kjente fremstillingspro-sesser.

Fig. 6 viser skjematisk overflatetem-peraturene på bånd med forskjellige tykkelser og med identiske middeltemperaturer angitt i forhold til posisjonen i trekke-maakinen. Den stiplede linje eller kurve angir temperaturfordelingen i et glassbånd

som er trukket på kjent måte og hvor båndet avkjøles med en naturlig hastighet som er karakteristisk for trekkemaskinen. Et glassbånd som tillates å avkjøle på en slik

i det vesentlige ukontrollert måte, er funnet å ha et ikke aksepterbart nivå for gjenværende permanente spenninger, og følge-lig blir glasset vanskelig å oppkappe eller

skjære. Et hvert tap av glass på grunn av brekkasje i oppkappingsoperasjonen er selvsagt uønsket, og av denne grunn er det særlig viktig at det opprettes et effektivt nedkj ølingsprogram som kan arbeide sammen med de eksisterende fremstillings-prosesser.

En stor opprinnelig varmegradient i glassbåndet når dette kommer ut fra trekkekammeret for rask avkjøling av båndet langs en første nedkj ølingskurve med hastighet Ri større enn den naturlige nedkjølingshastighet fra en temperatur over den øvre grense for utglødningsområdet til en temperatur innenfor utglødningsområ-det, kan avstedkommes på den måte som er vist på fig. 5 og 6, ved å anbringe varmevekslere, som f.eks. vannkjølere 32, på hver side av båndet ved inngangen til utglød-ningskammeret. Disse kjølere er delvis i det vesentlige parallelle med og utstrakt over hele båndets bredde på tvers av trekkeretningen. De har en lengde i trekkeretningen som er tilstrekkelig til å senke glassets temperatur til den riktige brytningstempe-ratur på riktig tidspunkt, slik som det er funnet optimalt for utglødningstiden ved den spesielle prosess som betraktes. Denne lengde, som er tilnærmet den samme for forskjellige glasstykkelser trukket i den spesielle maskin, slik som angitt ved tem-peraturkurvene for de forskjellige båndtykkelser på fig. 6, vil variere med forskjellige typer av trekkemaskiner og med forskjellige, vilkårlig valgte utglødnings-lengder i maskinene. Endepartiet 32' av kjølerne blir fortrinsvis skråstilt mot båndet for å hindre at de nærliggende varmeelementer 34 virker på de deler av båndet som fremdeles er nær kjølerne. Luftfor-delingsrør 133 blir plassert nær den inner-ste del av hver kjøler 32, og har sine åpninger orientert slik at de retter en forholdsvis smal strøm av kjøleluft mot den tilstøtende overflate av glassbåndet tvers over dettes bredde.

Når båndet passerer kjølerne 32, blir dets nedkjølingshastighet påvirket av varmeelementene 3 4og innkapslingen 30 som forsinker den normale nedkjølingshastig-het (vist med stiplede linjer på fig. 6) til den nedsatte, tilnærmet konstante hastighet R3. Fra et produksjonssynspunkt er naturligvis en lineær hastighet R3 fordel-aktig da denne kan opprettholdes lettere og kan reproduseres bedre enn ikke lineære nedkjølingshastigheter. Små variasjoner i lineariteten av denne hastighet p.g.a. de varierende plasseringer av maskinelemen-ter eller av andre grunner, som f.eks. feil eller unøyaktigheter ved styringen, vil imidlertid vanligvis ikke påvirke den resulterende utglødning på ugunstig måte i utillatelig utstrekning. Feil i den opprinnelige eller første nedkjølingshastighet eller i den temperatur ved hvilken nedkj ølingshastighetene blir endret, har større virkning på den resulterende utglødning og må kontrolleres omhyggelig for å oppnå opti-male resultater.

Varmeelementene 34 er tvers over båndets bredde oppdelt i tre uavhengig kontrollerte eller regulerte seksjoner, slik som vist på fig. 5. På denne måte kan de innstilles til å kompensere for den ujevne kjøling som ofte finner sted over bredden av båndet og som er spesielt utpreget ved kantene. Det er selvsagt mulig, på bekostning av en viss fleksibilitet i reguleringen, bare å Isolere utglødningskammeret for å forsinke kjøleprosessen i båndet og å opprette den reduserte nedkjølingshastig-het R3.

Ved den øvre del eller utgangspartiet av kammeret på fig. 5 er det anbrakt kjø-lere 36 på hver side av båndet. Disse kjø-lere er tilnærmet parallelle med båndet og strekker seg over dettes bredde på tvers av trekkeretningen. På denne måte kan den ønskelige aksellererte, avsluttende nedkjølingshastighet for glasset bli opprettet for å nedsette temperaturen fra et punkt innenfor utglødningsområdet til en temperatur nedenfor utglødningsområdet. Som vist på fig. 6, kan eventuelt dører 37 i maskinens sider bli åpnet på dette punkt for å oppnå en økning av nedkj ølingshastigheten. Skjønt disse kjølere eller åpninger blir anvendt for å opprette de foretrukne kurver av den type,som er vist i diagrammet på fig. 6, kan det tilveiebringes en aksepterbar utglødning ved å utelate kjøl-ingen i dette punkt og å opprette bare et enkelt brytningspunkt i utglødningskurven.

Fordelingsrørene bør strekke seg tvers over glassbåndet i det minste i omkring 90 % av dettes bredde for å tilsikre en aksepterbar jevn spenningsfordeling over platen. Som vist på fig. 6, er den posisjon i forhold til trekkemaskinen ved hvilken glasset blir utsatt for en rask nedkjøling eller herding ved hjelp av luft eller et annet gass-kjølefluidum som strømmer mot glasset, konstant uansett glassets tykkelse. Dette er mulig til tross for de lavere trek-kehastigheter som brukes for tykkere bånd, på grunn av den lengre tid som er nødven-dig for å avkjøle tykkere glass. Mens tidsskalaen for utglødningskurvene for forskjellige glasstykkelser varierer for hvilken som helst fast avstand i maskinen, forblir således posisjonen av temperaturendringe-ne tilnærmet konstant. Mens utglødnings-avstanden eller -lengden kan anses for konstant, uansett glassets tykkelse i enhver spesiell maskin, vil selvsagt denne lengde variere på forskjellige typer trekkemaskiner og med forskjellige, vilkårlig målte utløs-ningstider.

Fig. 7 viser et egnet tilførselssystem for to luftfordelingsrør 133 for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse. Hvor det ønskes mer enn to fordelingsrør, slik som i den annen utførelsesform for foreliggende oppfinnelse som skal beskrives i det følgende, blir det anvendt et flerdobbelt arrangement av den type som er vist på fig. 7 og kan forbindes i parallell med en felles lufttil-førsel, eller eventuelt kan det anvendes separate lufttilførselsanordninger.

Som vist på fig. 7, mottar to luftfor-delingsrør 133 luft fra en felles lufttilførsel 150. Luft blir først ført fra lufttilførsels-kilden gjennom en hovedledning 151 som er forsynt med et filter 152, en trykkregu-lator 154, en avstengningsventil 156 og en trykkmåler 158. De to hovedmateledninger 159 og 160 fordeler luftstrømmen fra ho-vedluftledningen 151 for å forsyne hvert fordelingsrør med like store lufttrykk. Som vist tydeligere på fig. 8, er fordelingsrørene oppdelt i tre seksjoner, som f.eks. ved hjelp av blokkeringselementer 162 og 164. Seksjonsmateledninger 165, 167 og 169 forsyner de individuelle seksjoner av det ene for-delingsrør fra hovedmateledningen 159, og seksjonsmateledninger 166, 168 og 170 forsyner seksjonene av det annet fordelingsrør fra hovedmateledningen 160. Hver sek-sjonsmateledning omfatter en stoppeven-til 172, en nåleventil 174 for fininnstilling av luftstrømmen og en trykkmåler 176, hvilket muliggjør variasjon av luftstrøm-men og dermed avkjølingen over båndets bredde. De to endeseksjoner av hvert for-delingsrør får lufttilførsel gjennom en åp-ning i hver ende av røret. Midtseksjonen blir tilført luft gjennom en sentral stuss 177 midt på røret. Et skjermelement 178 er plassert inne i røret og umiddelbart overfor åpningen ved senterstussen for å forhindre at luft som kommer inn i røret, passerer direkte gjennom de utløpshull 146 som befinner seg rett overfor innløps åpningen. Som vist på fig. 8 og 9, er det anbrakt ut-løpshull 146 med liten innbyrdes avstand langs hele lengden av den del av hvert for-delingsrør som vender mot glassbåndet. Fordelingsrørene blir fortrinnsvis innstilt om deres lengdeakse, slik at de retter luft-strømmen fra utløpene 146 med en vinkel på omkring 20° oppad fra horisontalplanet mot glassbåndet. Fordelingsrørene blir fortrinnsvis anbrakt med en avstand på omkring 7.6 cm (3") fra glassoverflaten.

I det følgende skal det gis et eksempel på en foretrukken metode for fremstilling av plateglass ved anvendelse av det ovenfor omtalte aspekt ved foreliggende oppfinnelse for å oppnå en lav resulterende spenning i sluttproduktet: Et glassbånd av bredde ca. 2.5 m (100") og tykkelse 5.6 mm (7/32") blir dannet kontinuerlig ved å bli mekanisk trukket fra et delvis lukket bad med smeltet glass som holdes ved en temperatur på omkring 1000° C og består av:

Båndet som dannes og trekkes oppad under påvirkning av par av motstående trekkevalser som virker på den allerede dannede del av båndet, passerer mellom to vertikalt anbrakte varmevekslere i trekkekammeret og som fjerner varme fra båndet og trekkekammeret med en varme-mengde på omkring 3180 kilokalorier (8 640 BTU) pr. minutt. I tillegg til dette fjerner ventilatorkjølerne, som delvis ut-gjør trekkekammeret, varme fra båndet og trekkekammeret med en hastighet på 496 kilokalorier (1970 BTU) pr. minutt. Når båndet beveger seg oppad og det parti av dette som betraktes, forlater trekkekammeret, fjerner fangpannekjølere på hver side av båndet ved utløpsenden av trekkekammeret varme fra båndet og trekkekammeret med en hastighet på 3 180 kilokalorier (12 600 BTU) pr. min. På denne måte blir glassets temperatur redusert til omkring 635° C i temperatur når det forlater trekkekammeret. Et annet par kjølere, hvorav en kjøler er anbrakt på hver side av båndet og er plassert like nedenfor trekkekammeret innenfor den lukkede del av trekkemaskinen, fjerner varme fra båndet med en hastighet på omkring 302 kilokalorier (1 200 BTU) pr. minutt ved hjelp av en kontinuerlig vannstrøm som sirkulerer gjennom kjølerne på tvers av båndets bevegelse for å senke båndets temperatur med en tilnærmet konstant og forøket hastighet i forhold til den naturlige avkjølings-hastighet fra 635 til 570° C målt som overflatetemperatur på omkring 33 sekunder fra det tidspunkt da båndet kommer inn i den lukkede del av maskinen over trekkekammeret. På dette sted blir det sendt en luftstrøm mot glassbåndet på hver side av dette i form av en stripe på omkring 2.5— 5 cm (1—2") i bredde tvers over båndets bredde. Luften tilføres fra to luftfordelings-rør, et på hver side av båndet og omkring 7.6 cm (3") fra hver side av båndets overflater og strekker seg tvers over bredden av dette vinkelrett i forhold til båndets bevegelsesretning. Hvert luftfordelingsrør blir dannet av et rustfritt stålrør av lengde 2.29 m (90") og med en indre diameter på 3.8 cm ( IV2") og er oppdelt i tre seksjoner av lengde 76 cm (30"). 337 utløpshull med diameter omkring 2.5 mm (1/10") og sen-teravstand 6.3 mm (1/4") er anbrakt langs en rett linje etter lengdeaksen for røret som danner luftfordelingsrøret. Utløpshul-lene er plassert slik at de retter luftstrøm-men oppad i båndets bevegelsesretning i omkring 20° fra horisontalplanet. Luft blir tilført hvert luftfordelingsrør med en temperatur på omkring 30° C og i en mengde på omkring 5950 dm3 (210 kub.fot) pr. min. og et trykk på omkring 0.7 kg/cm<2> (10 pund pr. kv.tomme) og ved luftstrømningen mot glassbåndets overflater blir varme ført bort fra disse i en mengde på omkring 413 kilokalorier (1640 BTU) pr. minutt for således å senke temperaturen av båndet fra 570° C til 555° i løpet av omkring 3 sekunder. Under de neste ca. 68 sekunder blir avkjølin-gen av båndet forsinket i forhold til den naturlige avkjølingshastighet ved hjelp av isolasjon og varmeelementer som er anbrakt i den lukkede del av trekkemaskinen, og i løpet av denne tid blir båndet nedkjølt til en temperatur på omkring 540° C. I dette øyemed er varmeelementene oppdelt i tre vertikale soner, slik som antydet på fig. 5. Elektrisk effekt blir fordelt med 400 watt til den første sone, 300 watt til den annen og 200 watt til den tredje sone for å nedsette avkj ølingshastigheten for båndet. I de neste ca. 20 sekunder blir båndets nedkjølingshastighet øket over den naturlige nedkjølingshastighet ved å åpne maskinens sider, slik at båndets temperatur blir senket til omkring 555° C. Glassets utglødningsområde blir under dette eksempel antatt å være omkring 600— 520° C, regnet som middeltemperatur. Dette tilsvarer et område regnet som overflatetemperatur for glasset fra omkring 588 til 505° C. Båndet blir avkjølt gjennem dette temperaturområde på omkring 100 sekunder. Etter at temperaturen av båndet når den nedre grense for utglødningsområdet, blir så båndet tillatt å avkjøles med naturlig hastighet når det blir trukket opp til oppkappingsgulvet over den lukkede del av trekkemaskinen, på hvilket punkt glasset har en temperatur på omkring 90°, og blir så oppkappet til enkeltplater. Den sentrale dobbeltbrytning i glass som er ut-glødet på denne måte, er omkring 100—110 millimikron pr. tomme angitt ved veileng-dedifferansen mellom to planpolariserte lysbølger som passerer gjennom glasset og blir målt på den samme måte som tidligere forklart. For sammenligning har lignende glassbånd trukket gjennom den samme maskinen, men tillatt å avkjøles naturlig (dvs. uten anvendelse av vannkjølere, luft-fordelingsrør og varmeelementer over trekkekammeret) resulterende spenninger i området fra 220 til 250 millimikron pr. tomme.

Under forskjellige driftsbetingelser kan selvsagt de observerte brytningstempera-turer og utglødningsområdet variere fra de temperaturer som er vist i eksemplene, som er brukt bare for å anskueliggjøre forholdene, på grunn av både maskinelle fakto-rer og driftsfaktorer så vel som på grunn av variasjoner i utglødningstiden. Den mest nærliggende anvendelse for de beskrevne utglødningsprogrammer er fra et kommer-sielt synspunkt prosesser hvor den tilgjengelige tid for utglødning er mindre enn 10 minutter, og vanligvis mellom y2—5 minutter. I forbindelse med glasstrekkema-skiner skal det påpekes at det ikke finnes to maskiner som er helt like, og de små for-skjeller i omgivelser, maskinplassering i forhold til smeltetanken etc. har en betydelig virkning på driften av hver maskin.

For å oppnå best mulig reduksjon av gjenværende permanent spenning ved anvendelse av bare to luftfordelingsrør, slik som ved den første utførelsesform for oppfinnelsen, blir det vanligvis antatt at luften eller en annen inert gass bør sendes mot glassets overflater når temperaturen i båndet er innenfor 10—55 % av utglød-ningsområdet (målt fra den øvre grense av dette og regnet slik at den nedre grense av området ligger på 100% av dette). Dette tilsvarer mellom omkring 580 og 545° C ved en glasstype basert på soda, kalk og sili-siumoxyd med den tykkelse som er nevnt i eksemplet og med utglødningstider som angitt i dette. Temperaturen i glasset bør senkes raskt omkring 5—25°. Temperaturen av luften eller det gassformige medium er, så lenge den er lavere enn glassets temperatur, en kontinuerlig variabel, forutsatt at mengden av den gass som anvendes, likeledes blir variert for å holde varmefjernel-sen på et nivå som muliggjør oppnåelse av den krevede raske avkjøling. Fra et praktisk synspunkt blir det antatt at temperaturen av luften eller det annet gassformige medium som blir tilført fordelingsrørene, bør være mellom 5 og 65° C. Varigheten av den raske nedkjølingshastighet bør være 1 av størrelsesorden lik ca. halvparten av den tid som er nødvendig for å opprette en stasjonær gradient gjennom glassets tykkelse og bør ikke i noe tilfelle være større enn omkring 5 sekunder for å forhindre vesentlige spenningsutløsninger. Denne nedkjølingshastighet bør være forholdsvis stor og bør ha en størrelse som ikke er mindre enn omkring 2° pr. sekund og hel-ler ikke større enn omkring 25° pr. sekund, og vil vanligvis være mellom 5 og 10° pr. sekund. Denne nedkjølingshastighet er forskjellen mellom likevektstemperaturen for glasset (dvs. isotermiske forhold uten temperaturgradient) ved begynnelsen av den raske nedkjøling og likevektstemperaturen umiddelbart etter den raske nedkjøling, dividert med den medgåtte tid. Hvor den reduserte nedkjølingshastighet som følger etter den raske fluidumkjøling, skal endres til en større, avsluttende nedkjølingshastig-het, bør denne endring i hastighet finne sted ved den samme eller en lavere temperatur enn temperaturen av glasset etter luftkjølingen eller -herdingen og mellom 40 og 90 % av utglødningsområdet. For en glasstype basert på soda, kalk og silisium-oxyd, tilsvarer dette område mellom 560 og 515° Ci Den gjennomsnittlige synkning eller vinkelkoeffisient for den reduserte nedkjølingshastighet bør ikke overskride 0.65° pr. prosent av den totale utglødnings-tid (dvs. hvis temperaturfallet under den reduserte nedkjølingshastighet R3 på fig. 6 er 15° C og den tid under hvilken glasset blir nedkjølt gjennom dette temperaturfall, er 68 sekunder av en total utglødningstid på 100 sekunder — dvs. 68 % — er den gjennomsnittlige synkning 0.22° C pr. prosent av totalutglødningstid).

Fig. 10 viser en trekkemaskin som er modifisert i henhold til foreliggende oppfinnelse for å avstedkomme den tre-trinris utglødningskurve som er vist på fig. 4. Den grunnleggende trekkemaskin er i det vesentlige den samme som vist på fig. 5. Således dannes et trekkekammer 280 delvis av L-blokker 290, ventilasjonsvannkjølére 300 og avkjølte fangpanner 340 og omslutter et rom over smeltebadet 270 for å frem-skaffe en passende omgivelse for dannelsen av båndet. Vannkjølere 320 befordrer størkningen av glasset når båndet blir trukket fra badet 270 ved hjelp av rekker av trekkevalser 360 og blir ført til en opp-kappingsstasjon (ikke vist) som ligger flere etasjer over badet. Som ved utførelsesfor-men på fig. 5, kommer glasset inn i ut-glødningskammeret 400, som omslutter den del av båndet som er innenfor temperaturgrensene for utglødningsområdet, ved en temperatur på omkring 635° C.

Fig. 11 viser skjematisk overflatetem-peraturer for tre forskjellige båndtykkelser med identiske middeltemperaturer, i forhold til deres stilling i trekkemaskinen. Den stiplede kurve viser temperaturfordelingen i et glassbånd som trekkes på kjent måte, hvorved båndet avkjøles med naturlig hastighet når det blir trukket gjennom maskinen.

De nedkj ølingskurver som er inntegnet med fullt opptrukne linjer på fig. 11. blir oppnådd ved å modifisere den naturlige avkjølingshastighet ved hjelp av luftstrøm-mer mot begge overflater av båndet på flere innbyrdes atskilte steder tvers over båndets bredde. Som vist ved hjelp av diagrammet, nærmer båndets temperatur seg den øvre grense for utglødningsområdet langs en temperaturkurve som er tilnærmet lik den naturlige avkjølingskurve. Nedkj ølingshastigheten for båndet blir først endret ved den riktige brytningstempera-tur Tm som er bestemt ved stillingen av det første par fordelingsrør 145 ved utsen-delse av luft eller en annen gass som strøm-mer fra fordelingsrørets åpninger som retter strømmen i en smal bane tvers over bredden av det bevegede bånd. Den normale håndbevegelse fjerner den del av glasset som blir avkjølt eller herdet, fra strøm-men av kjølefluidum før den spenning som frembringes ved endringen i nedkjølings-hastighet, undergår noen vesentlig utløs-ning. Varigheten av denne raske nedkjø-ling på hvilket som helst sted eller langs en linje tvers over båndets bredde varierer med trekkehasbigheten, men har vanligvis en størrelse på fra 1 til 3 sekunder. Fordi det tar mer tid å opprette en gradient gjennom et tykkere bånd, har den lengre varighet av luftpåvirkningen på grunn av den lavere trekkehastighet ingen skadelig virkning og er i virkeligheten en kompen-serende faktor som muliggjør anvendelse av samme fordelingsrør og dermed den samme bredde på luftbåndet for alle stan-dard båndtykkelser.

De suksessive par av luftfordelingsrør

145, 147 og 149 er konstruert slik og blir forsynt med luft eller et annet gassformig fluidum på samme måte som forklart i forbindelse med fordelingsrørene 133, vist på fig. 7—9. De er anbrakt i avstand fra og understøttet av ovnskammerets innkaps-ling ved f.eks. braketter 144 eller andre egnede monteringsanordninger.

Mellom de første par luftfordelingsrør 145 og det annet par 147 blir nedkj ølingshastigheten for glassbåndet forsinket ved hjelp av isolerende materiale 148, som er festet på innsiden av innkapslingen 400. På lignende måte er mellomrommet langs hver side av innkapslingen 400 mellom det annet par fordelingsrør 147 og det tredje par 148 isolert, hvilket også den øvrige del av kapslingen etter det tredje par fordelings-rør er. På denne måte kan det tilveiebringes suksessive trinn i nedkjølingskurven, slik som vist på fig. 11. Selvsagt kan det anvendes varmeelementer, i likhet med de som er vist i forbindelse med utførelses-formen på fig. 5, hvis det er ønskelig med ytterligere fleksibilitet ved reguleringen.

Den fysikalske posisjon av fordelings-rørene 145, 147 og 149 forblir konstant på lignende måte som forklart i forbindelse med fig. 6, når det anvendes fordelingsrør 233, det samme gjelder lengden av utglød-ningskammeret, uansett variasjonen i den tid bånd av forskjellig tykkelse bruker for å bevege seg over denne lengde eller avstand. Når deler av båndet forlater den lukkede kapsling, er deres nedkjølingshas-tighet ikke lenger kritisk med hensyn til den endelige, permanente spenning, og båndet tillates å avkjøles naturlig.

I det følgende skal det gis et illustra-tivt eksempel på en foretrukken fremgangsmåte for fremstilling av plateglass ved utnyttelse av den utførelsesform for foreliggende oppfinnelse ved hvilken tre par luftfordelingsrør avstedkommer en tre-trinns utglødningskurve for å oppnå en lav resulterende spenning 1 sluttproduktet: Et glassbånd med de samme dimensjo-ner og samme sammensetning som i det ovenfor beskrevne eksempel på oppfinnelsen blir behandlet på samme måte, slik at det reduseres til en temperatur på omkring 635° C når det forlater trekkekammeret. Båndet fortsetter å avkjøles ved omkring naturlig hastighet til en temperatur på omkring 590° C målt som overflatetemperatur i de første ca. 28 sekunder fra det tidspunkt båndet kom inn i den lukkede del av trekkemaskinen over trekkekammeret. På 1 dette punkt blir luft sendt mot glassbåndet på hver side av dette for å danne en stripe av bredde 2.5—5 cm (1—2") tvers over båndets bredde. Luften blir tilført fra to for-delingsrør, et på hver side av båndet omkring 7.6 cm (2") fra båndoverflaten og strekker seg tvers over dettes bredde vinkelrett i forhold til båndets bevegelsesretning. Hvert fordelingsrør i første og etter-følgende par av fordelingsrør dannes av et 2.29 m (90") langt rustfritt stålrør med indre diameter 3.8 cm (IV2") og er oppdelt i tre seksjoner av lengde 76 cm (30") i lengderetningen. 337 utløpshull med diameter omkring 2.5 mm (1/10") med sen-teravstand 6.3 mm (1/4") er anbrakt langs en rett linje etter lengdeaksen for det rør som danner luftfordelingsrøret. Utløpshul-lene er anordnet slik at de retter luft-strømmen oppad i retning av båndets bevegelse med omkring 20° i forhold til horisontalplanet. Luft blir tilført det første par luftfordelingsrør ved en temperatur på omkring 30° C og med en mengde på omkring 3115—3680 dm» (110—130 kub.fot) pr. minutt med et trykk på omkring 0.7 kg/cm<2>

(10 pund pr. kv.tomme). Ved å sende luft-strømmen mot glassbåndets overflater blir varme ført bort fra disse med en hastighet på omkring 470 kilokalorier (1870 BTU) pr; min. for å senke glassbåndets temperatur fra omkring 590 til 572° C) på omkring 3 sekunder. I de neste ca. 22 sekunder bliE nedkjølingen av båndet gjort langsomme-re i forhold til dets naturlige avkjølings-hastighet ved å anordne isolasjon i den lukkede del av trekkemaskinen, og temperaturen blir 564°. I de neste ca. 3 sekunder blir båndet igjen avkjølt ved hjelp av luftstrømmer fra et annet par luftforde-lingsrør av samme konstruksjon som det første par. Luft blir tilført dette par med en temperatur på omkring 30° og i mengder på omkring 2830 til 3400 dm' (100—120 kub.fot) pr. min. ved et trykk på omkring 0.7 kg/cm2 (10 pund pr. kv.tomme). Strøm-ningen av denne luft mot glassets overflater fører varme bort fra disse med en hastighet på omkring 442 kilokalorier (1760 BTU) pr. minutt for å senke båndets temperatur fra omkring 564° til 548° C. I de neste ca. 22 sekunder blir avkjølingen av båndet igjen nedsatt i forhold til dets naturlige avkjølingshastighet ved hjelp av isolasjonen i trekkemaskinen, og nå blir båndet nedkjølt til en temperatur på 540° C. I de neste ca. 3 sekunder blir båndet igjen avkjølt ved hjelp av luftstrømmer på samme måte som i de foregående to trinn, men med mengder på 2265—2550 (80—90 kub.-fot) pr. minutt og en bortføring av varme i mengder på omkring 277 kilokalorier (1100 BTU) pr. minutt. På denne måte blir temperaturen senkte til 530°, og nedkj øl-

ingshastigheten blir deretter gjort mindre

i omkring de følgende 47 sekunder, på hvilket tidspunkt temperaturen i båndet vil være 505° og vil passere gjennom den nedre grense for utglødningsområdet. Utglød-ningsområdet for glasset er i dette tilfelle antatt å være 600—520° C, regnet som middeltemperatur. Dette tilsvarer overflate-temperaturer på glasset omkring 588— 505° C. Båndet blir nedkjølt gjennom dette temperaturområde på omkring 10 sekunder. Etter at båndets temperatur når den nedre grense for utglødningsområdet, blir båndet tillatt å avkjøles med naturlig hastighet når det blir trukket opp til oppkap-ningsgulvet, omtrent 4.5 m (15") over den lukkede del av trekkemaskinen, på hvilket punkt glasset har en temperatur på omkring 90° C og blir oppkappet til atskilte plater. Den sentrale dobbeltbrytning for en 5.6 mm (7/32") tykk glassplate som er ut-glødet på denne måte, er ved angivelse som veilengdedifferanse mellom to planpolariserte lysbølger som sendes gjennom glasset og blir målt på samme måte som tidligere forklart, beregnet til å være omkring 90— 100 millimikron pr. tomme.

Vanligvis blir det antatt at i det minste to raske nedkj ølingstrinn bør anvendes for å senke glassets temperatur gjennom utglødningsområdet i henhold til et ut-glødningsprogram for den annen utførel-sesform for oppfinnelsen, og at temperaturen av kjøleluften eller et annet inert gassformig fluidum bør vært mellom 5 og 65° C. Denne nedkjølingshastighet for hvert raskt nedkj ølingstrinn bør være forholdsvis stor, og likesom i den første utførelsesform, bør den ha en synkning eller vinkelkoeffisient på i det minste 2° C pr. sekund, fortrinnsvis mellom 5 og 10° pr. sekund, og vanligvis ikke mer enn 25° pr. sekund. Som i den første utførelsesform bør temperaturfallet fra denne nedkjøling være mellom 5 og 25° C. Tiden mellom hvert raskt nedkj ølingstrinn bør være i det minste fem ganger så lang som den hurtige nedkjøling selv for å muliggjøre tilstrekkelig utløsning av spenninger som opptrer ved opphør av

den raske nedkjøling på grunn av viskøs

flytning under denne raske nedkjøling. Nedkj ølingshastighetene i intervallene mellom de raske nedkj ølingstrinn bør være forholdsvis små, slik at det blir tilnærmet isotermiske forhold i glasset, og i alle fall bør den gjennomsnittlige synkning eller vinkelkoeffisient for disse nedkj ølingshastigheter ikke overskride 0.6° C pr. prosent

av den totale utglødningstid. Varigheten av de raske nedkj ølingshastigheter bør være omkring halvparten av den tid som er nød-

vendig for å opprette en stasjonær gradient gjennom glassets tykkelse og.i alle fall ikke mer enn omkring 5 sekunder for å for-

hindre vesentlig spenningsutløsning.

Foreliggende oppfinnelse kan også an-

vendes ved horisontale utglødningsmetoder i likhet med de som ble beskrevet i forbin-

delse med fig. 11 og 12 i foran nevnte patent.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for utglødning av glass, omfattende en regulert nedkjøling av glasset gjennom utglødningsområdet, ka-

rakterisert ved at nedkj ølingshastigheten blir øket meget sterkt mens glasset har en temperatur over den nedre grense av sitt utglødningsområde og under et så kort tidsintervall at ingen vesentlig ut-løsning av de oppståtte spenninger kan finne sted ved viskøs flytning, hvorpå av-kjølingen blir raskt brått nedsatt mens glasset har en temperatur innenfor utglød-ningsområdet, og at den gjennomsnittlige avkjølingshastighet innenfor utglødnings-området forut for det hurtige nedkj ølingstrinn er like eller større enn den gjennomsnittlige nedkjølingshastighet som følger etter det hurtige nedkj ølingstrinn.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det hurtige nedkj ølingstrinn blir utført mens glasset har en temperatur innenfor 10—55 % av utglødningsområdet regnet fra toppen av dette område, hvilket hurtige nedkj ølingstrinn senker temperaturen i glasset med omkring 5—25° C, og det etterfølgende nedkjølingstrinn ikke overskrider 0,65° C pr. prosent av den totalt tilgjengelige utglød-ningstid.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det plutselige eller hurtige nedkj ølingstrinn blir utført mens overflatetemperaturen av glasset befinner seg innenfor et område fra omkring 580—545° C, og nedkjølingen av glasset så blir forsinket inntil overflatetemperaturen av glasset er under den temperatur som glasset ble senket til under det hurtige nedkj ølingstrinn og innenfor området fra omkring 560—515° C, og glasset deretter avkjøles med en større hastighet inntil temperaturen av glasset når den nedre grense for utglødningsområdet.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at etter det hurtige nedkj ølingstrinn blir glassets nedkjøling forsinket i en tidsperiode på i det minste 5 ganger den tid som medgikk for den hurtige nedkjøling, mens tempera turen av glasset blir senket til den temperatur dette ble senket til under det hurtige nedkj ølingstrinn innenfor 40—90 % av ut-glødningsområdet regnet fra toppen av dette, og glasset deretter blir nedkjølt med øket hastighet i det minste til temperaturen når den nedre grense for utglødnings-området.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 4, karakterisert ved at nedkjølingshastighetene både forut for og etter det hurtige nedkj ølingstrinn er i det vesentlige lavere enn den gjennomsnittlige nedkjølingshastighet for glasset.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 5, karakterisert ved at en rekke av de nevnte hurtige nedkj ølingstrinn følger etter hverandre og at nedkjølingen blir forsinket mellom de hurtige nedkjølingstrinn.

7. Fremgangsmåte ifølge påstand 6, karakterisert ved at nedkjølingshastigheten mellom de hurtige nedkj ølingstrinn mens glasset befinner seg innenfor utglødningsområdet, ikke overskrider 0.6° C pr. prosent av den totalt tilgjengelige ut-glødningstid.

8. Fremgangsmåte ifølge en av på-standene 1 og 5—7, karakterisert ved at den brå økning i nedkjølingshas-tighet begynner mens temperaturen av glasset er over utglødningsområdet og slut-ter når glassets temperatur er innenfor utglødningsområdet.

9. Fremgangsmåte ifølge en av de foregående påstander, karakterisert ved at det hurtige nedkj ølingstrinn blir avsted-kommet ved å anvende en momentan gass-bråkjøling av glasset.

10. Fremgangsmåte ifølge påstand 9, karakterisert ved at bråkjølingen blir utført langs en skjerm eller gardin av gassformig kjølefluidum som blåses mot begge sider av glasset på tvers av glassets bevegelsesretning når dette fremføres langs en forutbestemt bane gjennom en utglød-ningssone, hvilken skjerm av kjølefluidum er innrettet til raskt å avkjøle glassoverflaten, men nedsetter ikke middeltemperaturen av glasset under utglødningsområ-det.

11. Fremgangsmåte ifølge påstand 10, karakterisert ved at glasset blir ført nær strålevarmekilder før og etter brå-kjølingstrinnet.

12. Fremgangsmåte ifølge påstand 10 eller 11, karakterisert ved at gas-sen blir sendt mot hovedoverflatene av det bevegede glass over hele bredden av dette og med i det vesentlige jevn tverrgående fordeling, og i ett gitt øyeblikk over en distanse langs glassets lengde på omkring 2,5—5 cm (1—2").

13. Fremgangsmåte ifølge en av på- standene 9—12, karakterisert ved at gassbråkjølingen har en varighet på ikke mer enn 5 sekunder, fortrinnsvis omkring 1—3 sekunder.