NO761761L - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO761761L NO761761L NO761761A NO761761A NO761761L NO 761761 L NO761761 L NO 761761L NO 761761 A NO761761 A NO 761761A NO 761761 A NO761761 A NO 761761A NO 761761 L NO761761 L NO 761761L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- composition
- glass
- molten
- stated
- material composition
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 141
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 256
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 112
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 109
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 108
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 60
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 57
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 31
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 claims description 29
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 24
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 18
- 239000006121 base glass Substances 0.000 claims description 17
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 13
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 11
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 9
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 5
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims 32
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 claims 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000012458 free base Substances 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 17
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 7
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 5
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 4
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N Arsenious Acid Chemical compound O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- -1 Al^<O>^ Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910021540 colemanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000005356 container glass Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/173—Apparatus for changing the composition of the molten glass in glass furnaces, e.g. for colouring the molten glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
- C03B5/187—Stirring devices; Homogenisation with moving elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
- C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
- C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
- C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
- C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
- C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte for fremstilling av glassProcess for the manufacture of glass
Description
Tidligere kjente fremgangsmåter for fremstilling av glassmelte begrenser de anvendte glass-sammensetninger for dette formål til å inneholde bare sådanne bestanddelser som kan tåle omgivelsene i vedkommende glass-smeltningsapparat. Ved de for nærværende kjente fremgangsmåter for fremstilling av smeltet glass med spesielle egenskaper eller formningsevne, er det nodvendig å innfore i smelteovnen alle de bestanddeler som må foreligge i den ferdige smeltede glass-sammensetning for oppnåelse av nevnte egenskaper. inmange tilfeller er nærvær av visse av disse bestanddeler i smelteapparatet ikke onskelig p.g.a. vedkommende bestand-delers flyktighet/ korroderende art eller skadelige innvirkninger på omgivelsene. Folgen av dette er, slik det har vært kjent i årevis at visse glass-sammensetninger ikke i praksis kan fremstilles kommersielt:>p.g.a. at de. inneholder bestanddeler som er flyktige, forårsaker korrosjon eller har skadelig innvirkning på omgivelsene. Previously known methods for the production of glass melt limit the glass compositions used for this purpose to contain only those ingredients which can withstand the environment in the respective glass melting apparatus. In the presently known methods for the production of molten glass with special properties or forming ability, it is necessary to introduce into the melting furnace all the components that must be present in the finished molten glass composition to achieve said properties. in many cases, the presence of certain of these components in the melting apparatus is not desirable due to volatility/ corrosive nature of the constituents concerned or harmful effects on the environment. The consequence of this is, as it has been known for years, that certain glass compositions cannot in practice be produced commercially:> because that they. contains components that are volatile, cause corrosion or have a harmful effect on the environment.
Visse glass-sorter med innhold av agressive bestanddeler har imidlertid svært onskelige egenskaper og fremstilles derfor likevel kommersielt under så ugunstige forhold at fremstillings/ omkostningene okes i betraktelig grad. Glass-sammensetninger med innhold av borsilikat omfatter vanligvis sådanne flyktige bestanddeler som boroksyd (B^^), fluor (F2) og natriumborat (Na^.XB^^). Disse bestanddeler er ikke bare flyktige ved de driftstemperaturer som forekommer i smelteapparatet, men de bevirker dessuten en forkortning av smelteapparatets levetid ved kjemisk angrep på ildfast material i apparatet. However, certain types of glass containing aggressive components have very undesirable properties and are therefore still produced commercially under such unfavorable conditions that the production/costs increase considerably. Glass compositions containing borosilicate usually include such volatile constituents as boron oxide (B^^), fluorine (F2) and sodium borate (Na^.XB^^). These components are not only volatile at the operating temperatures occurring in the melting apparatus, but they also cause a shortening of the lifetime of the melting apparatus by chemical attack on refractory material in the apparatus.
På denne bakgrunn gjelder foreliggende oppfinnelse i en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av smeltede glass-sammensetninger som er egnet for påfolgende utformning til nyttegjenstander av glass, idet foreliggende ansokning utgjor et til^legg til norsk patentansokning nr. 75.3958. On this background, the present invention applies to an improved method for the production of fused glass compositions which are suitable for subsequent shaping into useful objects made of glass, the present application constituting an addition to Norwegian patent application no. 75.3958.
Ved foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av glass oppdeles bestanddelene i den onskede smeltede glass-sammensetning selektivt i to eller flere sme1tegrupper. Disse smeltegrupper fremstilles hver for seg, fortrinnsvis som smeltemasser. Den ene gruppe, vanligvis den som har storst masse, velges som basis - eller hovedgruppe , mens de ovrige grupper derpå inndannes i og homogeniseres i denne basissmelte for oppnåelse av den onskede glass-smelte-sammensetning. In the present method for producing glass, the components of the desired molten glass composition are selectively divided into two or more melting groups. These melt groups are produced separately, preferably as melt masses. One group, usually the one with the largest mass, is chosen as the base or main group, while the other groups are then incorporated into and homogenized in this base melt to achieve the desired glass melt composition.
De klassifiseringskriterier' som gjelder for smeltegruppenes sammensetning, kan f.eks. være basert på bestanddelenes smeltetemperatur eller på hvilken som helst annen hensiktsmessig materialegenskap,'slik som korrosjpnsvirkning, mykningspunkt, flyktighet etc. Klassifiseringsegenskapene for den ene gruppe behfiver nodvendigvis ikke å utelukke alle bestanddeler i andre grupper. Hvis f.eks. bestanddelene klassifiseres etter smeltetemperatur, kan temperaturområdet for en bestanddels gruppe overlappe temperaturområdet for andre bestanddelsgrupper. The classification criteria' that apply to the composition of the melting groups can e.g. be based on the constituents' melting temperature or on any other appropriate material property, such as corrosion effect, softening point, volatility, etc. The classification properties for one group need not necessarily exclude all constituents in other groups. If e.g. the components are classified by melting temperature, the temperature range for one component group may overlap the temperature range for other component groups.
Således kan to eller flere grupper av glassbestanddeler inneholde en og samme felles bestanddel. Det kan også finnes onskelig ved dannelsen av en viss smeltegruppe i visse tilfeller og ta med en bestanddel som for ovrig utesluttes av de klassifiseringskriterier som gjelder for gruppen, med det formål å lette smeltning av vedkommende gruppe eller på annen måte å forandre dens egenskaper med det formål å oppnå best mulig behandlingsegenskaper for vedkommende smeltegruppe. Thus, two or more groups of glass components can contain one and the same common component. It may also be found desirable in the formation of a certain melting group in certain cases and include a constituent that was otherwise excluded by the classification criteria applicable to the group, with the purpose of facilitating melting of the group in question or otherwise changing its properties with it purpose of achieving the best possible treatment properties for the melting group in question.
Ved anvendelse av oppfinnelsens grunnleggende prinsipper ved fremstilling av en smeltet, fiberdannende glass-sammensetning, When applying the basic principles of the invention in the production of a molten, fiber-forming glass composition,
som inneholder kiseldioksyd (SiC^), aluminiumoksyd ( Al^ O^), kalsiumoksyd (CaO), boroksyd (B^^)/ fluor (F2) og natriumoksyd (Na20), kan det fastlegges to adskilte smeltegrupper. De mest flyktige bestanddeler, nemlig ^O-j, F2 og Na2O.XB2Og, grupperes fortrinnsvis sammen som en gruppe av flyktige oksyder. Igjen-værende bestanddeler, nemlig Si02, A^<O>^, Na20 og CaO, kan containing silicon dioxide (SiC^), aluminum oxide (Al^O^), calcium oxide (CaO), boron oxide (B^^)/fluorine (F2) and sodium oxide (Na2O), two separate melting groups can be determined. The most volatile constituents, namely ^O-j, F2 and Na2O.XB2Og, are preferably grouped together as a group of volatile oxides. Remaining constituents, namely SiO 2 , Al^<O>^, Na 2 O and CaO, can
tilsammen danne en gruppe av relativt lite flyktige materialer. Denne ikke-flyktige gruppe er kjent som sodaglass, en glass-sammensetning som er relativt vanlig innenfor glassindustrien og kan fremstilles som et smeltet basisglass i en glass-smelteovn med hoy produksjonskapasitet og av kontinuerlig type, slik det er vanlig innenfor glassindustrien. Til denne relativt lite flyktige, smeltede basisglass-sammensetning kan den flyktige bestanddelsgruppe tilsettes enten som en smeltet sammensetning eller som en råmaterialsammensetning. Den flyktige bestanddelsgruppe kan innfores i den smeltede basissammensetning på hvilket som helst segnet sted nedstroms for den lite flyktige bestanddels-gruppes smelteområde. Fortrinnsvis innfores den flyktige bestanddelsgruppe i det smeltede basisglass umiddelbart nedstroms for utlopsmunningen for det smelteapparat som anvendes for nedsmeltning av basisglasset, hvorved basisglassets utgangstemperatur og gjenværende varme fordelaktig kan utnyttes. Den flyktige bestand,-delsgruppe kan imidlertid også innfores direkte i munningsområdet for det smelteapparat som anvendes for^ nedsmeltning av basisglasset, eller på hvilket som helst annet hensiktsmessig eller på annen måte fordelaktig sted mellom området hvor basisglassets smeltes og det sted der det ferdige glass formes. together form a group of relatively low-volatile materials. This non-volatile group is known as soda glass, a glass composition which is relatively common within the glass industry and can be produced as a molten base glass in a glass melting furnace with high production capacity and of the continuous type, as is common within the glass industry. To this relatively low-volatile, molten base glass composition, the volatile component group can be added either as a molten composition or as a raw material composition. The volatile component group can be introduced into the molten base composition at any suitable location downstream of the low volatile component group's melting range. Preferably, the volatile component group is introduced into the molten base glass immediately downstream of the outlet of the melting apparatus used for melting down the base glass, whereby the base glass's output temperature and residual heat can be advantageously utilized. However, the volatile component group can also be introduced directly into the mouth area of the melting apparatus used for melting down the base glass, or at any other appropriate or otherwise advantageous location between the area where the base glass is melted and the location where the finished glass is formed .
Som basissammensetning velges vanligvis den smeltegruppe som representerer, den volummessig storste del av den totale materialsammensetning. således vil for de fleste kommersielle glass-sorter forholdet mellom basisdel og tilsatsdel ligge innenfor området fra 1:1 til 20:1. As base composition, the melt group that represents the largest volume-wise part of the total material composition is usually chosen. thus, for most commercial types of glass, the ratio between base part and additive part will lie within the range from 1:1 to 20:1.
Ved å utfore foreliggende fremgangsmåte i flere trinn ved fremstilling av glass kan det oppnås konstruksjonsfrihet med hensyn til fremstilling av smelteapparatet i en grad som hittil har vært helt ukjent innenfor glassindustrien. Et smelteapparats konstruksjon og funksjon behover således ikke lenger å være diktert av sammensetningen av den glass-smelte som skal fremstilles i apparatet. Aggresive glass-sammensetninger kan sammenstilles i to eller flere smeltegrupper, således at de mer besværlige bestanddeler, slik som f.eks. de meget flyktige komponenter, kan tas ut fra sammensetningen og gjores istand for seg adskilt fra de mindre besværlige bestanddeler. I alminnelighet er de flyktige bestanddeler som det er vanskeligst å håndtere i moderne glassfremstillingsprosesser, boroksyd (6202), natriumborater By carrying out the present method in several stages in the manufacture of glass, design freedom can be achieved with regard to the manufacture of the melting apparatus to a degree that has hitherto been completely unknown within the glass industry. The construction and function of a melting apparatus thus no longer need to be dictated by the composition of the glass melt to be produced in the apparatus. Aggressive glass compositions can be put together in two or more melting groups, so that the more difficult components, such as e.g. the highly volatile components can be taken out of the composition and repaired separately from the less troublesome components. In general, the volatile constituents most difficult to handle in modern glassmaking processes are boron oxide (6202), sodium borates
(Na20.xB202)/som dannes i nærvær av Na20 og B203, samt fluor ( F^) og blyoksyd (PbO). Disse bestanddeler utgjor i sin alminnelighet en mindre del av den totale glass-sammensetning og har forholdsvis lave smeltetemperaturer. Av denne grunn kan de smeltes for seg i et spesialkonstruert smelteapparat, som er vesentlig mindre av storrelse enn smelteapparatet for basisglasset og kan arbeide med lavere temperatur enn dette. Derved vil det fremkomme mindre fordampningstap, og da smelteapparatet for de flyktige bestanddeler er lite i omfang sammenliknet med de kommersielle smelte-apparater av tanktype, vil problemene med å forhindre forurensninger reduseres-i vesentlig grad. (Na20.xB202)/which is formed in the presence of Na20 and B203, as well as fluorine (F^) and lead oxide (PbO). These components generally make up a smaller part of the total glass composition and have relatively low melting temperatures. For this reason, they can be melted separately in a specially constructed melting apparatus, which is significantly smaller in size than the melting apparatus for the base glass and can work at a lower temperature than this. Thereby, there will be less evaporation loss, and as the melting apparatus for the volatile components is small compared to the commercial melting apparatus of the tank type, the problems of preventing pollution will be reduced to a significant extent.
De fleste flyktige bestanddeler i gass-sammensetninger er også losningsmidler for kjente ildfaste materialer. En reduksjon av de nærværende flyktige bestanddeler i et glass-smelteapparat, Most volatile components in gas compositions are also solvents for known refractory materials. A reduction of the volatile constituents present in a glass melting apparatus,
i hvilken grad det enn måtte skje kan således forventes å medfore en forlengelse av smelteapparatets levetid. Ved kommersiell smeltning av borsilikatglass som inneholder minst 3%2'er ^St i henhold til oppfinnelsen funnet at smelteapparatets levetid kan forlenges med omkring 100% ved en reduksjon av det nærværende B2O2i smelteapparatet med 50%. to whatever extent this may occur, it can thus be expected to result in an extension of the smelter's lifetime. In the commercial melting of borosilicate glass containing at least 3%2'er ^St according to the invention, it was found that the lifetime of the melting apparatus can be extended by about 100% by reducing the current B2O2 in the melting apparatus by 50%.
I henhold til foreliggende oppfinnelse kan en onsket glass-sammensetning fremstilles ved adskillelse av bestanddeler med hoy smeltetemperatur og bestanddeler med lav smeltetemperatur i vedkommende sammensetning i minst to forskjellige grupper, According to the present invention, a desired glass composition can be produced by separating components with a high melting temperature and components with a low melting temperature in the composition in question into at least two different groups,
samt ved å behandle hver av gruppene for seg, hvorunder nevnte bestanddeler med hoy smeltetemperatur bringes til smeltetilstand. Med dette material i smeltet tilstand kan materialene med lav smeltetemperatur tilsettes direkte, hvoretter de to materialgrupper snarest om ikke umiddelbart utsettes, for en heftig omroring eller sammenblanding av deres bestanddeler ved påtrykk av ytre krefter i sådann grad at den kombinerte sammensetning homogeniseres. Innen nevnte bestanddeler med lav smeltetemperatur kan påvirkes i vesentlig grad, så sant den homogeniserte kombinasjon med hoy smeltetemperatur ikke skal anvendes umiddelbart, senkes fortrinnsvis den homogeniserte sammensetnings temperatur as well as by treating each of the groups separately, during which said components with a high melting temperature are brought to a melting state. With this material in a molten state, the materials with a low melting temperature can be added directly, after which the two groups of materials are soon, if not immediately, subjected to vigorous stirring or mixing of their constituents by the application of external forces to such an extent that the combined composition is homogenized. Insofar as said components with a low melting temperature can be affected to a significant extent, if the homogenized combination with a high melting temperature is not to be used immediately, the temperature of the homogenized composition is preferably lowered
til en verdi i nærheten av dens nye mykningspunkt, med det formål å redusere tendensen til at flyktige bestanddeler skal avgis i gassform. to a value close to its new softening point, with the aim of reducing the tendency for volatile constituents to be emitted in gaseous form.
Et annet særtrekk ved foreliggende oppfinnelse er at den del av materialsammensetningen som har hoy smeltetemperatur, i fravær av bestanddelene i den del som har lav smeltetemperatur, effektivt kan forvarmes i råmaterial-tilstand til meget hoyere temperatur for omvandlingen til en smeltet masse innledes, enn i det tilfelle de to deler av materialsammensetningen er kombinert i en felles materialsats, slik som ved konvensjonell glassfremstilling. Another distinctive feature of the present invention is that the part of the material composition that has a high melting temperature, in the absence of the components in the part that has a low melting temperature, can be effectively preheated in the raw material state to a much higher temperature for the transformation to a molten mass to begin, than in in the event that the two parts of the material composition are combined in a common batch of material, such as in conventional glass production.
Energiforbruket, utvikling av avdunstende gasser samt smelteapparatets storrelse er alle faktorer som kan reduseres i overensstemmelse med de prinsipielle tiltak som foreslås i henhold til foreliggende oppfinnelse. Dessuten kan levetiden for det ildfaste material som mottar, storstecelen av smelte-mater i a let okes i betraktelig grad. Idet oppholdstiden for materialer med lav smeltetemperatur i områder med hoy temperatur nedsettes i betraktelig grad, forbrukes derved materialer med lav smeltetemperatur og som behoves for fremstilling av en glass-sammensetning, i meget mindre grad enn det som er tilfelle ved fremstilling av glass ved konvensjonelle smeltemetoder. sådanne materialer med lavt smeltepunkt omfatter flussmiddel som fordres for senkning av smeltetemperaturen, samt tilsatser for forbedring av holdbar-heten for det ferdige glassmaterial. Disse bestanddeler er vanligvis betraktelig dyrere enn basismaterialet av kisel-type i sammensetningen. Folgelig kan også omkostningene for det anvendte råmaterial ved fremstilling av en glasstype med onsket sammensetning også reduseres i vesentlig grad. Energy consumption, development of evaporating gases and the size of the melting apparatus are all factors that can be reduced in accordance with the principle measures proposed in accordance with the present invention. Moreover, the service life of the refractory material that receives the bulk of the melt feed can be easily increased to a considerable extent. As the residence time for materials with a low melting temperature in areas with a high temperature is reduced to a considerable extent, materials with a low melting temperature and which are needed for the production of a glass composition are thereby consumed to a much lesser extent than is the case when producing glass by conventional melting methods . such materials with a low melting point include fluxes that are required to lower the melting temperature, as well as additives to improve the durability of the finished glass material. These components are usually considerably more expensive than the silicon-type base material in the composition. Consequently, the costs for the raw material used in the production of a type of glass with the desired composition can also be significantly reduced.
Et særtrekk ved foreliggende oppfinnelse gjelder særlig, en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av smeltet glass og glassprodukter, spesielt, men ikke nodvendigvis glassfibre, samt nærmere bestemt en fremgangsmåte for eliminering, regulering eller forenkling av tiltak for å hindre adgang av flyktige bestanddeler til atmosfæren fra de bestanddeler i materialsammensetningen som inneholder flyktige komponenter, særlig ved materialsammensetninger som inneholder minst 3% boroksyd med eller uten bestanddeler som inneholder fluor. Glass-sammensetninger som er egenet for fremstilling av glassfiber for glassull, plastarmering eller andre sluttprodukter, utgjores f.eks. vanligvis av borsilikatglass, A distinctive feature of the present invention applies in particular to an improved method for the production of molten glass and glass products, especially, but not necessarily, glass fibers, as well as more specifically a method for eliminating, regulating or simplifying measures to prevent the entry of volatile components into the atmosphere from the components in the material composition that contain volatile components, especially in the case of material compositions that contain at least 3% boron oxide with or without components that contain fluorine. Glass compositions that are suitable for the production of glass fiber for glass wool, plastic reinforcement or other end products are made, e.g. usually of borosilicate glass,
og sådanne glass-sammensetninger inneholder flyktige bestanddeler i mengder som er tilstrekkelig for skadelig innvirkning på formingsegenskapene, slik som boroksyd (B^^), fluor (F2) og/ eller natriumborat (Na20xB2C>2). Disse bestanddeler er ikke bare flyktige ved smelteapparatets driftstemperaturer, men nedsetter også ved sitt nærvær i smeiten apparatets levetid ved korroderende eller kjemisk angrep på apparatets ildfaste material. and such glass compositions contain volatile constituents in amounts sufficient to adversely affect the forming properties, such as boron oxide (B^^), fluorine (F2) and/or sodium borate (Na2OxB2C>2). These components are not only volatile at the smelter's operating temperatures, but also reduce the lifetime of the apparatus through corrosive or chemical attack on the apparatus's refractory material due to their presence in the melt.
Når de flyktige bestanddeler er fjernet fra borsilikatglass og andre spesialglass som anvendes for fremstilling av glassfibre, er det funnet at de gjenværende glassbestanddeler i praksis kan smeltes i en ovn av konvensjonell type, enten ved at de gjenværende bestanddeler danner noe som kan betraktes som et eutektikum nemlig ved de sammensetninger som har lavest smeltetemperatur; eller ved at de gjenværende bestanddeler i det minste kan smeltes i tilstrekkelig grad i en konvensjonell ovn. I visse tilfeller er imidlertid formingsegenskapene for de gjenværende bestanddeler i begge tilfeller utilstrekkelig for håndtering og forming av glasset til det onskede sluttprodukt, forst og fremst p.g.a. When the volatile constituents have been removed from borosilicate glass and other special glasses used for the production of glass fibers, it has been found that the remaining glass constituents can in practice be melted in a furnace of a conventional type, either by the remaining constituents forming what can be considered a eutectic namely at the compositions that have the lowest melting temperature; or in that the remaining components can at least be sufficiently melted in a conventional furnace. In certain cases, however, the forming properties of the remaining components are in both cases insufficient for handling and forming the glass into the desired end product, primarily due to
at de temperaturer hvorved glasset er viskost bg/eller flytende, er altfor hoye og uhensiktsmessige for forming på praktisk utfor-bar måte. I henhold til foreliggende oppfinnelse smeltes da de flyktige bestanddeler for seg og tilfores siden den smeltede masse av de gjenværende bestanddeler og blandes intimt med denne, fortrinnsvis ved mekanisk omroring, for homogenisering av den sammensatte materialmasse og frembringelse av hensiktsmessige formingsegenskaper, hvoretter sluttproduktene formes. Det er kjent i industrien at virkningsgraden for glassfremstillings-prosessen kan forbedres ved forvarming av den sammensatte sats av råmaterialer for den innfores i smelteapparatet. Okningen av virkningsgraden er imidlertid funnet å være begrenset av den spesielle sintringstemperatur for den sammensatte sats. Ved utforelse av foreliggende fremgangsmåte for glassfremstilling i flere trinn kan sintringstemperaturen for den sammensatte råmaterialsats for basisglasset, som representerer storste delen that the temperatures at which the glass is viscous and/or liquid are far too high and inappropriate for forming in a practically feasible manner. According to the present invention, the volatile components are then melted separately and then added to the molten mass of the remaining components and intimately mixed with this, preferably by mechanical stirring, for homogenization of the composite material mass and production of suitable forming properties, after which the end products are shaped. It is known in the industry that the efficiency of the glass manufacturing process can be improved by preheating the composite batch of raw materials before it is introduced into the melting apparatus. However, the increase in efficiency has been found to be limited by the particular sintering temperature of the composite batch. When carrying out the present method for glass production in several stages, the sintering temperature of the composite raw material batch for the base glass, which represents the largest part
av den totale materialmengde, okes i vesentlig grad ved selektiv utelatelse av de materialkomponenter som sintres ved relativt lav temperatur, slik som f.eks. kalsinert soda. Komponentene med nevnte lavere sintringstemperatur kan behandles separat som en gruppe med eller uten forvarming på den måte som anses mest effektivt for de spesielle komponenter som inngår i gruppen. Således kan det for en gitt onsket glass-sammensetning angis en smeltningsprosess og konstrueres et smelteapparat for oppnåelse av storst mulig termisk, virkningsgrad. Ved foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av glass i flere trinn er det således ikke lenger nodvendig å smelte alle bestanddeler i den onskede glass-sammensetning i et felles glass-smelteapparat, i en form av en eneste råmaterialsats som inneholder alle nevnte komponenter. For en gitt onsket glass-sammensetningkan imidlertid nå en smelteprosess angis og et smelteapparat konstrueres for oppnåelse av mest mulig hensiktsmessig tilvirkningsprosess med hen-blikk på skadelig innvirkning på omgivelsene, energigjenvinning, smelteapparatets levetid eller en kombinasjon av disse faktorer, alt avhengig av hvilket formål som sokes oppnådd. of the total amount of material, is increased to a significant extent by selective omission of the material components that are sintered at a relatively low temperature, such as e.g. soda ash. The components with said lower sintering temperature can be treated separately as a group with or without preheating in the manner that is considered most effective for the particular components included in the group. Thus, for a given desired glass composition, a melting process can be specified and a melting apparatus constructed to achieve the greatest possible thermal efficiency. In the present method for producing glass in several stages, it is thus no longer necessary to melt all components of the desired glass composition in a common glass melting apparatus, in the form of a single batch of raw material containing all said components. However, for a given desired glass composition, a melting process can now be specified and a melting apparatus designed to achieve the most appropriate manufacturing process with regard to harmful impact on the environment, energy recovery, the lifetime of the melting apparatus or a combination of these factors, all depending on the purpose sought achieved.
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til de vedfoyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er et fasediagram for Si0^ii;eNa20 - CåO-systemet, og hvori det er vist isotermer for Na203Ca06si02-området; Fig. 2 er et fasediagram for Si02- A^O^ - CaO-systemet, og viser sammensetningen i det eutektiske punkt samt tilsvarende isotermer; Fig. 3 er et stromningsskjema for anvendelse under etterfølgende beskrivelse av utfdreise eksempel VI; Fig. 4 er et diagram som viser representative kurver som anskuelig-gjør viskositetsforskjellene mellom de smeltede materialsammensetninger i eksempel II; Fig. 5 er en vertikalpfojeksjon som skjematisk viser elementer i et glass-smelteapparat med to soner, og som er egnet for utovelse The invention will now be explained in more detail with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 is a phase diagram for the Si0^ii;eNa20 - CåO system, and in which isotherms are shown for the Na203Ca06si02 range; Fig. 2 is a phase diagram for the SiO2 - A^O^ - CaO system, and shows the composition at the eutectic point and corresponding isotherms; Fig. 3 is a flow diagram for use during the subsequent description of export example VI; Fig. 4 is a diagram showing representative curves illustrating the viscosity differences between the molten material compositions in Example II; Fig. 5 is a vertical projection schematically showing elements of a glass melting apparatus with two zones, and which is suitable for reproduction
av foreliggende oppfinnelse, ogof the present invention, and
Fig. 6 er en vertikalprojeksjon som skjematisk viser elementer i et smelteapparat som er egnet for utovelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 is a vertical projection which schematically shows elements in a melting apparatus which is suitable for carrying out the present invention.
Foreliggende oppfinnelse er særlig anvendbar for fremstilling av borsilikatglass, som vanligvis anvendes for fremstilling av glassfibre. Slik som det vil bli vist nedenfor, opplyser imidlertid foreliggende oppfinnelse fordeler innenfor alle områder av glassfrémstillingsindustrien. Selv om den etterfolgende omtale av utforelse eksempeler for oppfinnelsens fremgangsmåte spesielt kommer til å gjelde glassfiberindustrien, vil det forstås at de grunnleggende prinsipper for oppfinnelsens fremgangsmåte også The present invention is particularly applicable for the production of borosilicate glass, which is usually used for the production of glass fibres. As will be shown below, however, the present invention provides advantages in all areas of the glass framing industry. Although the following description of embodiment examples for the method of the invention will particularly apply to the glass fiber industry, it will be understood that the basic principles of the method of the invention also
kan tillempes ved andre glass-smeltningsoperasjoner.can be applied in other glass-melting operations.
I henhold til Fay V. Tooley: The Handbook of Glass Manufacture, 1974, kan en glass-sammensetning inneholde nesten hvilket som helst av grunnstoffene i det periodiske system. Imidlertid mangler få glass-sammensetninger vesentlige mengder av kisel, According to Fay V. Tooley: The Handbook of Glass Manufacture, 1974, a glass composition can contain almost any of the elements in the periodic table. However, few glass compositions lack significant amounts of silicon,
bor eller fosfor. I de fleste tilfeller forekommer disse elementer i oksydform. Innenfor glassfremstillingsindustrien betegnes disse og andre glassdannende oksyder soms"glassdannere", mens de oksyder som har glassdannende egenskaper i liten utstrekning kalles "modifikatorer", mens en gruppe materialer mellom de nevnte materialtyper kalles "intermedier". Ovenfor nevnte forfatter Tooley gir på side 3 i den ovenfor angitte håndbok folgende klasseinndeling av glassdannere, intermedier og modifikatorer: boron or phosphorus. In most cases, these elements occur in oxide form. Within the glass manufacturing industry, these and other glass-forming oxides are referred to as "glass formers", while the oxides that have glass-forming properties to a small extent are called "modifiers", while a group of materials between the aforementioned material types are called "intermediates". The above-mentioned author Tooley gives on page 3 of the above-mentioned handbook the following classification of glass formers, intermediates and modifiers:
Glassdannelsepotensialet for oksydene i den ovenfor angitte tabell avtar ovenfra og nedover i hver spalte og fra venstre til hoyre i tabellen. Av de angitte materialer oppviser således B2°3 ^e keste glassdannelse-egenskaper og K20 de dårligste sådanne egenskaper. Noen skarp skillelinje finnes imidlertid ikke mellom As203og A1203og heller ikke mellom ZnO og MgO. The glass formation potential for the oxides in the above table decreases from top to bottom in each column and from left to right in the table. Of the specified materials, B2°3 thus exhibits the worst glass-forming properties and K20 the worst such properties. However, there is no sharp dividing line between As2O3 and Al2O3, nor between ZnO and MgO.
Tooley regner opp på side 5 i sin håndbok den tilnærmede sammensetning av de kommersielle glass-sammensetninger som er angitt i den etterfølgende tabell II. Det vil fremgå av denne tabell:II at borsilikat- og blyglass-sammensetningene inneholder to meget gode glassdannere, nemlig B203og Si02, sammen med Al2°3 som kan virke som glassdanner selv om den er klassifisert som et inter-medium i tabell I. Disse glass-sorter gir således spesielt gode forutsetninger for fremstilling av glass ved foreliggende fremgangsmåte. Hver av nevnte glass-sorter kan sammensettes av to adskilte materialsammensetninger eller smeltegrupper. Den ene av disse grupper kan f.eks. inneholde Si02som glassdanner og den annen kan omfatte B2<D3 for dette formål. Alternativt kan det trekkes fordel av glassdannelse-egenskapene for intermediet A^"2°3/sale<^es at ^et ^an dannes tre adskilte materialgrupper, hvorunder den tredje gruppe omfatter Al203 som glassdannende oksyd. Hver av disse smeltegrupper kan i sin tur være sammensatt for å oppnå visse håndteringsfordeler, alt etter de spesielle vanskeligheter som vedkommende glasstilvirker står overfor. Tooley calculates on page 5 of his handbook the approximate composition of the commercial glass compositions indicated in the following table II. It will appear from this table: II that the borosilicate and lead glass compositions contain two very good glass formers, namely B203 and SiO2, together with Al2°3 which can act as a glass former even though it is classified as an inter-medium in table I. These glass types thus provide particularly good conditions for the production of glass by the present method. Each of the aforementioned types of glass can be composed of two separate material compositions or melting groups. One of these groups can e.g. contain SiO2 as a glass former and the other may comprise B2<D3 for this purpose. Alternatively, advantage can be taken of the glass-forming properties of the intermediate A^"2°3/sale<^es that three separate material groups are formed, under which the third group comprises Al203 as glass-forming oxide. Each of these melting groups can in turn be composed to achieve certain handling advantages, depending on the particular difficulties faced by the glass manufacturer in question.
De sammensetninger for beholderglass som er angitt i tabell II The compositions for container glass indicated in Table II
lean også fremstilles i samsvar med de angitte prinsipper for oppfinnelsens fremgangsmåte ved at det atter trekkes fordel av glassdannelse-egenskapene for A^O^, som benyttes som glassdannende oksyd i den ene av sammenstillingsgruppene. En mer praktisk mulighet for fremstilling av disse glass-sorter i overensstemmelse med oppfinnelsens fremgangsmåte, kan imidlertid gå ut på sammensetning av en felles basissammensetning av Si02, Na20 og CaO samt en tilsatsgruppe som inneholder de gjenværende bestanddeler samt en ytterligere del av Si02, som derved gjor tjeneste som glassdanner i denne materialgruppe. Den noyaktige materialsammensetning og det eksakte blandingsforhold kan utgjore et kompromiss mellom de onskede smelte-egenskaper for de to nevnte glass-sorter. Hvis det er onskelig å redusere smelteapparatets driftstemperatur, kan det f.eks. være formålstjenlig og danne en basissammensetning som ligger innenfor Na203Ca06Si02~området i fasediagrammet for Si02- Na20©g CaO i fig. 1, således at smelteapparatet kan drives med en temperatur mellom 800 og 1050° C for oppnåelse av lavest mulig driftstemperatur. Tilsatssammensetningen og blandingsforholdet kan fastlegges i overensstemmelse med dette. Da det nå er gitt en almen forklaring av hvorledes glass fremstilles i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte, skal i det folgende visse spesielle utforelse-eksempler beskrives og de derved oppnådde fordeler angis. lean is also produced in accordance with the stated principles for the method of the invention by taking advantage again of the glass-forming properties of A^O^, which is used as a glass-forming oxide in one of the assembly groups. A more practical option for the production of these types of glass in accordance with the method of the invention can, however, involve the composition of a common base composition of SiO2, Na2O and CaO as well as an additive group containing the remaining components as well as a further part of SiO2, which thereby serves as a glass former in this material group. The precise material composition and the exact mixing ratio can constitute a compromise between the desired melting properties for the two aforementioned types of glass. If it is desirable to reduce the melter's operating temperature, it can e.g. be expedient and form a base composition that lies within the Na203Ca06Si02~ area in the phase diagram for Si02-Na20©g CaO in fig. 1, so that the melting apparatus can be operated at a temperature between 800 and 1050° C to achieve the lowest possible operating temperature. The additive composition and mixing ratio can be determined in accordance with this. As a general explanation of how glass is produced according to the method of the invention has now been given, in the following certain special embodiment examples will be described and the advantages thereby obtained indicated.
EKSEMPEL IEXAMPLE I
BORSILIKATGLASS FOR ISOLERINGSULLBOROSILICATE GLASS FOR INSULATION WOOL
I U.S.-patentskriftene nr. 2.877.124 og 2.882.173 beskrives glass-sammensetninger som er egnet for tilvirkning av glassull-produkter. Det er spesielt fordelaktig å fremstille disse sammensetninger U.S. Patent Nos. 2,877,124 and 2,882,173 describe glass compositions suitable for the manufacture of glass wool products. It is particularly advantageous to produce these compositions
ved en smelteprosess i henhold til foreliggende oppfinnelse, slik det vil fremgå av forklaringen nedenfor. I sin alminnelighet har fiberdannende glass-sammensetninger for glassull folgende materialsammensetning angitt i vektandeler: by a melting process according to the present invention, as will be apparent from the explanation below. In general, fibre-forming glass compositions for glass wool have the following material composition, stated in parts by weight:
Den viktigste flyktige bestanddel i den ovenfor angitte glass-smelte er natriumborat, som dannes ved reaksjon mellom Na20 og & 2°3' som ^e99e forekommer i den foreliggende glass-smelte. I betraktning av nevnte forekomst av natriumborat kan smeltens materialsammensetning skrives på folgende måte: The most important volatile component in the above-mentioned glass melt is sodium borate, which is formed by reaction between Na20 and & 2°3' which ^e99e occurs in the present glass melt. In consideration of the aforementioned occurrence of sodium borate, the material composition of the melt can be written as follows:
I henhold til oppfinnelsens grunnleggende prinsipper kan de ovenfor angitte bestanddeler grupperes i samsvar med sin relative flyktighet i to smeltegrupper som er angitt nedenfor. According to the basic principles of the invention, the above-mentioned components can be grouped in accordance with their relative volatility into two melting groups which are indicated below.
Gruppe I (ikke-flyktige bestanddeler)Group I (non-volatile constituents)
Gruppe II (flyktige bestanddeler) Group II (volatile constituents)
Materialsammensetningen i gruppe I kan gjenkjennes som sodakvartsglass, som ligger meget nær materialsammensetningen for vindusglass, og denne glasstype kan riktignok bringes til å danne fibre, men er uegnet som isolerende glassull p.g.a. fravær av<B>2°3*Sådant nærvær av & 203 er nodvendig for å oppnå tilfreds-stillende motstand mot varmeoverforing samt de nodvendige kjemiske egenskaper på fiberoverflåtene for å oppnå binding til fenolform-aldehyd som anvendes som bindemiddel. Sodakvartsglass er imidlertid mindre aggresivt under fremstillingsprosessen enn den onskede glassullsammensetning for borsilikatglass som er angitt ovenfor. Materialsammensetningen i gruppe II er imidlertid særlig flyktig og korroderende. Av denne grunn sammenstilles bestanddelene i gruppe I som en basisglass-smelte i en kontinuerlig arbeidende glass-smeltningsenhet av den art som er vanlig i glassfremstillingsindustrien. Natriumborat-bestanddelene i gruppe II innfores derpå i basisglass-smelten som er sammensatt av de angitte bestanddeler i gruppe I, enten i smeltet form eller som råmaterialsammensetning. ;Da materialene i gruppe II utgjor omtrent 11 vektprosent av den totale materialmengde/kan de smeltes i en vesentlig mindre smelte-enhet og ved betraktelig lavere driftstemperatur enn basissammensetningen. Således kan det forventes mindre tap av natriumborat ved fordampning/hvilket forenkler oppgaven med å overvåke forurensninger. Da sodakvartsglasset i gruppe I er omtrent halvparten så korroderende som den angitte borsilikatglass-sammensetning for fremstilling av glassull/kan det dessuten forventes en okning på omkring 100% når det gjelder levetiden for smelteapparatets ildfaste foring. ;EKSEMPEL II;BORSILIKATGLASS FOR TEKSTILFIBRE;U.S.-patentskrift nr. 2.334.961 beskriver en materialsammensetning for borsilikatglass av den type som i alminnelighet kalles E-glass og lett kan formes til tekstilfibre for hovedsakelig anvendelse som armering i plastmaterialer/bildekk og lignende. I sin alminnelighet har sådant E-glass folgende sammensetning regnet i vektandeler: ; De flyktige bestanddeler som volder problemer i denne glass-smelte, er B2°3'F2°9^2°'På samme måte som'ovenfor angitte eksempel på glassullglass kan det derfor anordnes to smeltegrupper oppdelt på folgende måte: ;Gruppe I (ikke-flyktige bestanddeler); Gruppe II (flyktige bestanddeler) ; Ved den ovenfor angitte gruppering kan de meget flyktige bestanddeler i gruppe II, som utgjor omtrent 8 vektprosent av den onskede fiberdannende smelteglass-sammensetning, sammenstilles separat i et relativt lite smelteapparat og deretter"tilfores den smeltede basisglass-sammensetning, hvorved det oppnås lignende fordeler som ved den tidligere omtalte fremstilling av glass-sammensetning for glassull. ;EKSEMPEL III;TEKSTILFIBERGLASS PÅ EUTEKTISK BASIS;Foreliggende oppfinnelse medforer ytterligere fordeler når det gjelder fremstilling av E-glass-sammensetninger av den art som er omtalt i det ovenfor angitte eksempel II. Det skal i denne forbindelse henvises til det angitte fasediagram i fig. 2 for CaO / Al203 / Si02-systemet. ;Hvis materialsammensetningen for den ikke-flyktige gruppe for-andres til: ; oppnås eutektisk materialsammensetning, således kan hovedsmelte-apparatet, som anvendes for nedsmeltning av den ikke-f lyktige materialsammensetning i henhold til gruppe I, drives ved lavest mulig driftstemperatur. ;De gjenværende bestanddeler henfores til gruppe II, nemlig gruppen av de flyktige bestanddeler, som således blir sammensatt på folgende måte: ; En ytterligere fordel som oppnås på denne måte, er at den sist-nevnte materialsammensetning medgir anvendelse av mindre dyre råmaterialer, slik som f.eks. kolemanit som delkilde for ^O^, hvorved behovet for den dyrere borsyre reduseres. ;EKSEMPEL IV;SODAGLASS;En vanlig glass-sammensetning som kan anvendes ved tilvirkning av vindusglass eller flaskeglass, er den folgende: ; Disse glass-sammensetninger inneholder vesentlig andel av ^2*3, som har hoy korroderende innvirkning på smelteapparatets ildfaste foring. Det burde således være fordelaktig å redusere den foreliggende mengde Na20, idet det tas hensyn til smelteapparatets The material composition in group I can be recognized as soda-quartz glass, which is very close to the material composition for window glass, and this type of glass can indeed be made to form fibres, but is unsuitable as insulating glass wool due to absence of<B>2°3*Such presence of & 203 is necessary to achieve satisfactory resistance to heat transfer as well as the necessary chemical properties on the fiber surfaces to achieve bonding to phenol formaldehyde which is used as a binder. However, soda quartz glass is less aggressive during the manufacturing process than the desired glass wool composition for borosilicate glass stated above. However, the material composition in group II is particularly volatile and corrosive. For this reason, the components of Group I are compounded as a base glass melt in a continuously operating glass melting unit of the type common in the glass manufacturing industry. The sodium borate components in group II are then introduced into the base glass melt which is composed of the stated components in group I, either in molten form or as a raw material composition. As the materials in group II make up approximately 11% by weight of the total amount of material/they can be melted in a significantly smaller melting unit and at a considerably lower operating temperature than the base composition. Thus, less loss of sodium borate by evaporation can be expected/which simplifies the task of monitoring contaminants. As the soda-quartz glass in group I is approximately half as corrosive as the specified borosilicate glass composition for the production of glass wool, an increase of around 100% can also be expected when it comes to the lifetime of the refractory lining of the melting apparatus. ;EXAMPLE II;BOROSILICATE GLASS FOR TEXTILE FIBERS;U.S. Patent No. 2,334,961 describes a material composition for borosilicate glass of the type commonly called E-glass and which can be easily formed into textile fibers for use mainly as reinforcement in plastic materials/car tires and the like. In general, such E-glass has the following composition calculated in weight proportions: ; The volatile components that cause problems in this glass melt are B2°3'F2°9^2°'In the same way as the example of glass wool glass given above, two melting groups can therefore be arranged divided as follows: ;Group I (not -volatile constituents); Group II (volatile constituents); In the grouping set out above, the highly volatile components in group II, which make up about 8 percent by weight of the desired fiber-forming molten glass composition, can be assembled separately in a relatively small melting apparatus and then added to the molten base glass composition, thereby achieving similar advantages as by the previously mentioned production of glass composition for glass wool.; EXAMPLE III; TEXTILE FIBER GLASS ON A EUTECTIC BASIS; The present invention brings further advantages when it comes to the production of E-glass compositions of the kind mentioned in the above-mentioned example II. in this connection, reference must be made to the indicated phase diagram in Fig. 2 for the CaO / Al203 / Si02 system. ;If the material composition for the non-volatile group is changed to: ; eutectic material composition is achieved, thus the main melting apparatus, which is used for melting down the non-volatile material composition according to group I, can be operated at the lowest possible operating temperature. ;The remaining components are assigned to group II, namely the group of the volatile components, which are thus composed in the following way: ; A further advantage achieved in this way is that the last-mentioned material composition allows the use of less expensive raw materials, such as e.g. colemanite as a partial source of ^O^, whereby the need for the more expensive boric acid is reduced. ;EXAMPLE IV;SODA GLASS;A common glass composition that can be used in the manufacture of window glass or bottle glass is the following: ; These glass compositions contain a significant proportion of ^2*3, which has a high corrosive effect on the refractory lining of the melting apparatus. It should thus be advantageous to reduce the amount of Na2O present, taking into account the melting apparatus
levetid og okonomiske drift.lifetime and economic operation.
I samsvar med de grunnleggende prinsipper for foreliggende oppfinnelse kan da to mulige- smeltegrupper sammensettes på folgende måte: In accordance with the basic principles of the present invention, two possible fusion groups can then be composed in the following way:
Gruppe I (smelte med lav korroderende virkning)Group I (melt with low corrosive effect)
Gruppe II (smelte med hoy korroderende virkning) Group II (melt with high corrosive effect)
Den angitte smelte med lav korroderende virkning i henhold til gruppe I er den storste av de to smelter og kan derfor sammenstilles som en basisdel i et stort kontinuerlig arbeidende smelteapparat av den art som vanligvis anvendes ved fremstilling av smeltet glass. Den forventede driftslevetid for det smelteapparat som frem-stiller glass-sammensetningens basisdel kan derved forlenges p.g.a. den^vesentlige reduksjon av materialsammensetningens korroderende virkning. The specified melt with low corrosive effect according to group I is the larger of the two melts and can therefore be assembled as a basic part in a large continuously working melting apparatus of the kind that is usually used in the production of molten glass. The expected operating life of the melting apparatus that produces the basic part of the glass composition can thereby be extended due to the^substantial reduction of the material composition's corrosive effect.
Smeiten i henhold til gruppe II, som har hoy korroderende virkning, kan sammenstilles i et relativt lite smelteapparat og tilfores basisdelen som en smelte eller sammensintring. Alternativt kan materialsammensetningen i henhold til gruppe II innfores i det smeltede basisglass som en sammensatt råmaterial-blanding, hvorved behovet for et ytterligere smelteapparat elimineres. The alloy according to group II, which has a high corrosive effect, can be assembled in a relatively small melting apparatus and supplied to the base part as a melt or sintering. Alternatively, the material composition according to group II can be introduced into the molten base glass as a composite raw material mixture, whereby the need for an additional melting apparatus is eliminated.
EKSEMPEL VEXAMPLE V
EUTEKTISK SODAGLASSEUTECTIC SODA GLASS
Flytetemperaturen for basisglasset i gruppe I i eksempel IV anslås til å ligge ved 1705° C, mens den for tilsatsglasset i gruppe II antas å ligge ved 870° c. Ved forandring av materialsammensetningen i gruppe I til den beste eutektiske sammensetning, som er gitt ved: The flow temperature for the base glass in group I in example IV is estimated to be 1705° C, while that for the additive glass in group II is assumed to be 870° c. By changing the material composition in group I to the best eutectic composition, which is given by :
kan sammensetningens flytetemperatur effektivt senkes til omtrent 1305°C, således at det oppnås forbedret termisk virkningsgrad ved smelteprosessen. the composition's flow temperature can be effectively lowered to approximately 1305°C, so that an improved thermal efficiency is achieved in the melting process.
Glassets tilsatsdel i gruppe II må da sammensettes på folgende måte: The additive part of the glass in group II must then be composed in the following way:
EKSEMPEL VI EXAMPLE VI
GLASS FOR FLERE PRODUKTERGLASS FOR MORE PRODUCTS
Fig. 3 viser et strdmningsdiagram for et anlegg for fremstilling av et glassprodukt, som kan danne grunnlag for fremstilling av glassull, et tekstilglassprodukt, et E-glassprodukt samt et kjemisk bestandig "C"-glassprodukt ut fra en og samme glass-sammensetning. Hovedglassgruppen kan i denne forbindelse ha folgende sammensetning: Fig. 3 shows a flow diagram for a plant for the production of a glass product, which can form the basis for the production of glass wool, a textile glass product, an E-glass product and a chemically resistant "C" glass product from one and the same glass composition. In this regard, the main glass group can have the following composition:
Idet hovedgruppen av materialbestanddelene er fri for flyktige Since the main group of material components is free of volatiles
og korroderende bestanddeler kan det forventes en forholdsvis lang levetid for smelteapparatet, samtidig som problemet med fordampningstap og tilhorende forurensning elimineres. and corrosive components, a relatively long service life can be expected for the smelter, while the problem of evaporation loss and associated pollution is eliminated.
Den ovenfor angitte hovedgruppe av materialbestanddeler alternativt blandes med folgende tilsatsgrupper: The above-mentioned main group of material components is alternatively mixed with the following additive groups:
På denne måte kan folgende glassprodukter oppnås: In this way, the following glass products can be obtained:
P.g.a. blandingsforholdene mellom tilsatsdel og hoveddel kan det være fysikalsk fordelaktig å innfore hovedglassgruppen i tilsatsene nr. 1 og nr. 4, med etterfølgende homogenisering av sammen-blandingen. Tilsats nr. 2 gir imidlertid også i dette tilfelle problemer i forbindelse med fordampning av & 2°3' Det f°reslas derfor for fagfolk på området å fremstille denne tilsats ved tillempning av oppfinnelsens prinsipper på foreliggende tilsats nr. 1, således at den endelige materialsammensetning oppnås ved utovelse av oppfinnelsens fremgangsmåte i flere trinn. Glassull-produktet kan således fremstilles ved kombinasjona av tre innbyrdes adskilte materialsammensetninger, som er fremstilt på forhånd. Because of. the mixing ratio between additive part and main part, it may be physically advantageous to introduce the main glass group in additives no. 1 and no. 4, with subsequent homogenization of the mixture. Additive no. 2, however, also in this case causes problems in connection with evaporation of & 2°3' It is therefore suggested for experts in the field to prepare this additive by applying the principles of the invention to the present additive no. 1, so that the final material composition is achieved by repeating the method of the invention in several steps. The glass wool product can thus be produced by combining three mutually separate material compositions, which have been prepared in advance.
Nesten hver materialsammensetning for glasstilvirkning kan oppdeles i en basisdel og en eller flere tilsatsdeler, som ved sammenblanding og homogeniseringggir et forut bestemt glassprodukt med onsket materialsammensetning. I ethvert tilfelle er den foreliggende spesielle sammensetning av basisdel og tilsatsdel i stor utstrekning en funksjon av formålet med materialhåndteringen, de fysiske egenskaper for hver materialbestanddel samt de tilgjengelige råmaterialer. Mange avvik fra det som er vanlig kan være nodvendig for å oppnå det onskede formål, hva nå enn dette måtte være. Almost every material composition for glass production can be divided into a base part and one or more additive parts, which by mixing and homogenization give a predetermined glass product with the desired material composition. In any case, the present particular composition of base part and additive part is largely a function of the purpose of the material handling, the physical properties of each material component and the available raw materials. Many deviations from what is usual may be necessary to achieve the desired end, whatever this may be.
Mange av de problemer som glassfremstillingsindustrien hittil har stått overfor, kan loses eller reduseres i betydning ved utovelse av oppfinnelsens fremgangsmåte for fremstilling av glass i flere trinn. I U.S.-patentskrift nr. 2.900.264 er det beskrevet en fremgangsmåte for forandring av materialsammensetningen ved glass-smelting i en kontinuerlig arbeidende ovn av tanktype, fra normal sammensetning til materialsammensetning for glodebestandig glass eller vice versa, uten dyr driftsavbrytelse og rengjoring av tanken. Veksling fra normalt til glodebestandig glass krever i henhold til dette patentskrift en senkning avFe203-innholdet i tanken med 0,355%. Det kreves en overgangsperiode på 72 timer for å oppnå denne forandring, og ved dette dannes en stor megnde avfallsglass. I henhold til foreliggende oppfinnelse kan det opprettes en basissammensetning hvorfra det -kan fremstilles normalt, glodebestandig eller meget glodebestandig glass ved at det i basissammensetningen innarbeides en for hvert tilfelle hensiktsmessig tilsatsdel. Many of the problems which the glass manufacturing industry has faced up to now can be solved or reduced in importance by carrying out the invention's method for manufacturing glass in several stages. In U.S. Patent No. 2,900,264, a method is described for changing the material composition during glass melting in a continuously operating tank-type furnace, from normal composition to material composition for glow-resistant glass or vice versa, without expensive interruption of operation and cleaning of the tank. Changing from normal to glow-resistant glass requires, according to this patent document, a lowering of the Fe203 content in the tank by 0.355%. A transition period of 72 hours is required to achieve this change, and this creates a large amount of waste glass. According to the present invention, a base composition can be created from which normal, glow-resistant or very glow-resistant glass can be produced by incorporating an appropriate additive for each case into the base composition.
I IN
Ved denne fremgangsmåte er således en lang omstillingsperiode eller driftsavbrytelse for tanken ikke lenger nødvendig, og mengden av avfallsglass nedsettes betraktelig. With this method, a long adjustment period or interruption of operation for the tank is thus no longer necessary, and the amount of waste glass is reduced considerably.
I U.S.-patentskrift nr. 2.934.444 er det videre beskrevet en fremgangsmåte hvorved tap av ^ 2°3 vec^ fordampning fra en glass-smeltetank skal kunne reduseres. Ved denne fremgangsmåte kreves imidlertid forst syntetisering av boraks og borsyre for fremstilling av et natriumpolyborat, som senere kan anvendes som blandingsingrediens. En sådan forbehandling av råmaterial oker imidlertid omkostningene ved glassfremstillingen og reduserer den totale termiske virkningsgrad. Dette problem kan imidlertid loses mer effektivt og okonomisk ved utnyttelse av oppfinnelsens grunnleggende prinsipper, slik disse vil fremgå av eksempel I. In U.S. Patent No. 2,934,444, a method is further described by which loss of ^ 2°3 vec^ evaporation from a glass melting tank should be able to be reduced. In this method, however, borax and boric acid must first be synthesized to produce a sodium polyborate, which can later be used as a mixing ingredient. However, such pre-treatment of raw material increases the costs of glass production and reduces the overall thermal efficiency. However, this problem can be solved more efficiently and economically by utilizing the basic principles of the invention, as will be seen from example I.
I henhold til U.S.-patentskrift nr. 2.411.031 tas det hensyn til de variasjoner i materialsammensetningen for optisk glass som fremkommer ved fordampning av visse bestanddeler. De angitte prinsipper i henhold til foreliggende oppfinnelse kan imidlertid også anvendes, slik som omtalt ovenfor for losning av det foreliggende problem med fordampningstap. According to U.S. Patent No. 2,411,031, account is taken of the variations in the material composition of optical glass that result from evaporation of certain constituents. However, the stated principles according to the present invention can also be used, as discussed above, to solve the present problem with evaporation loss.
I henhold til U.S.-patentskrift nr. 3.607.190 tilsiktes sparing av energi ved foroppvarming av materialsatsen for denne innfores i smelteapparatet. Det påses herunder noye at granulene i satsen ikke forvarmes til en temperatur hvorved de smelter eller sammen-sintres, da de i dette tilfelle blir klebrige og vanskelige å transportere. Den temperatur hvortil materialsatsen kan forvarmes, er således begrenset ved den laveste sintringstemperatur for bestanddelene i den kombinerte materialsats. Ved anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte kan imidlertid vedkommende bestanddeler med lav sintringstemperatur fjernes fra basissatsen, hvorved satsens forvarmingstemperatur kan forhoyes. På denne måte kan storre termisk virkningsgrad oppnås. According to U.S. Patent No. 3,607,190, the intention is to save energy by preheating the batch of material before it is introduced into the melting apparatus. It is carefully ensured that the granules in the batch are not preheated to a temperature at which they melt or sinter together, as in this case they become sticky and difficult to transport. The temperature to which the material batch can be preheated is thus limited by the lowest sintering temperature for the components in the combined material batch. When using the method of the invention, however, the relevant components with a low sintering temperature can be removed from the base batch, whereby the preheating temperature of the batch can be increased. In this way, greater thermal efficiency can be achieved.
Da de fjernede flyktige materialbestanddeler vanligvis er de som har storst korroderende virkning på smelteovnens ildfaste foring, og de flyktige avgasser angriper tankens ovre del, vil borttagning av disse bestanddeler bety ytterligere besparelser ved at smelte- As the removed volatile material components are usually those which have the greatest corrosive effect on the refractory lining of the melting furnace, and the volatile exhaust gases attack the upper part of the tank, removal of these components will mean further savings in that the smelter
apparatets levetid forlenges.the lifetime of the device is extended.
Ved utforelse av foreliggende fremgangsmåte for glassfremstilling i flere trinn vil det for det meste være nodvendig å blande og homogenisere smeltesammensetninger med vesentlig forskjellige egenskaper med hensyn til viskositet, tetthet, mykningspunkt, arbeidspunkt, flytepunkt, overflatespenning, utvidelsekoeffisient, elastisitetsmodul og elektrisk motstand, på sådan måte at det oppnås en bearbeidbar glass-sammensetning med andre egenskaper enn hver av de sammenblandede materialkomponenter. Av denne grunn blir den måte hvorpå smeltekomponentene sammenblandes og sammen-arbeides av vesentlig betydning for fremstilling av den onskede endelige glass-sammensetning. When carrying out the present method for glass production in several stages, it will mostly be necessary to mix and homogenize melt compositions with significantly different properties with regard to viscosity, density, softening point, working point, yield point, surface tension, coefficient of expansion, modulus of elasticity and electrical resistance, on such way that a workable glass composition with different properties than each of the mixed material components is obtained. For this reason, the manner in which the melt components are mixed and worked together becomes of significant importance for the production of the desired final glass composition.
Fig. 4 viser anskuelige kurver som angir forholdet mellom viskositet og temperatur for materialsammensetningene i gruppe I og gruppe II i eksempel II, samt materialsammensetningen for det endelig fremsti.lt homogeniserte glassprodukt i henhold til dette utforelse-eksempel. Ytterligere kurver, som henholdsvis representerer smeltet kvartsglass og 96% kvartsglass er også opptegnet i denne figur for å gi det kvalitative forhold mellom kurvene. Fig. 4 shows visible curves indicating the relationship between viscosity and temperature for the material compositions in group I and group II in example II, as well as the material composition for the finally manufactured homogenized glass product according to this embodiment example. Additional curves, respectively representing fused quartz glass and 96% quartz glass are also plotted in this figure to provide the qualitative relationship between the curves.
Viskositeten i basissammensetningen i henhold til gruppe I ved 1361° C log 2., 50, mens den i tilsatsbestanddelene i henhold til gruppe II ved 1094° C har verdien log 0,50. Den endelig homogeniserte glass-sammensetning har en viskositet på log 2,50 ved 1281° C. Således kan innblanding av tilsatsen i henhold.til gruppe II i basismaterialsammensetningen i henhold til gruppe I sammenlignes med innblanding av etenglykol i maissirup ved rom-temperatur . The viscosity in the base composition according to group I at 1361° C log 2., 50, while that in the additive components according to group II at 1094° C has the value log 0.50. The final homogenized glass composition has a viscosity of log 2.50 at 1281° C. Thus mixing the additive according to group II into the base material composition according to group I can be compared to mixing ethylene glycol into corn syrup at room temperature.
I hovedansokningen er det vist og beskrevet et apparat som har vist seg å være velegnet for fremstilling av tekstilfibre i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte. Det er funnet særlig onskelig å sorge for mekanisk blanding av de smeltede materialsammensetninger umiddelbart etter at de er sammenfort. Dette er funnet å være nodvendig for å forhindre at materialkomponentene skiller seg innbyrdes i skikt, det sammenblanding av komponentene blir nesten umulig å utfore hvis sådan skiktdannelse tillates. In the main application, an apparatus is shown and described which has proven to be suitable for the production of textile fibers in accordance with the method of the invention. It has been found particularly desirable to provide mechanical mixing of the molten material compositions immediately after they have been combined. This has been found to be necessary to prevent the material components separating from each other in layers, mixing of the components becomes almost impossible if such layer formation is allowed.
Fig. 5 viser i vertikalprojeksjon et tverrsnitt gjennom en smelteovn med to adskilte soner og som er egnet for utovelse av foreliggende oppfinnelse. Hovedsmeltekammeret 60 kan være anordnet for oppvarming ved hjelp av elektrisk stromgjennomgang eller ved forbrenning av fossilt brensel, etter onske, for nedsmeltning av basissammensetningens bestanddeler. Disse bestanddeler -i den smeltede basisdel bringes til å stromme gjennom en nedsenket åpning 61 og opp gjennom en stiger 62 samt inn i sugefeltet fra en nedoverrettet, pumpewfei omroringsanordning 63. Tilsatsdelen, som er sammensatt for omforming av de smeltede bestanddeler,som er frembragt i sonen 60 til den endelige materialsammensetning for det onskede sluttprodukt, innfores fortrinnsvis oppstroms for omroreren 63 gjennom en hensiktsmessig tilforselsanordning 64. Det kan være onskelig å tvangsmessig sammenblande den smeltede basissammensetning mens den beveger seg oppover gjennom stigeren 62, ved å plassere en oppadrettet pumpende omrorer i dette området. Derved kan oppholdstiden for den smeltede basissammensetning i sonen 60 reduseres. Fig. 5 shows in vertical projection a cross-section through a melting furnace with two separate zones and which is suitable for the development of the present invention. The main melting chamber 60 can be arranged for heating by means of electric current flow or by burning fossil fuel, as desired, for melting down the constituents of the base composition. These components - in the molten base part are caused to flow through a submerged opening 61 and up through a riser 62 as well as into the suction field from a downwardly directed, pumpless stirring device 63. The additive part, which is composed for the transformation of the molten components, which are produced in zone 60 to the final material composition for the desired end product, is preferably introduced upstream of the agitator 63 through a suitable supply device 64. It may be desired to forcibly mix the molten base composition as it moves upward through the riser 62, by placing an upward pumping agitator in this area. Thereby, the residence time for the molten base composition in the zone 60 can be reduced.
Den nedoverrettede pumpende omrorer 63 sorger innledningsvis for sammenblanding av smeltens basisdel og tilsatsdelf. således at den oppnådde blanding kan avgis til en raffineringssone 65. Alt etter flyktigheten av de sammenblandede bestanddeler i sonen 65, kan det være hensiktsmessig å anordne en hette og tilhorende utlopskanal for bortforing av eventuelle flyktige avgasser til en rensean-ordning eller et lignende apparat, som imidlertid ikke er vist på tegningen. The downward pumping agitator 63 initially ensures the mixing of the base part of the melt and the additive part. so that the obtained mixture can be emitted to a refining zone 65. Depending on the volatility of the mixed components in the zone 65, it may be appropriate to arrange a hood and associated outlet channel for the removal of any volatile exhaust gases to a cleaning device or a similar device, which, however, is not shown in the drawing.
Fra raffineringssonen 65 går den oppnådde blandingen til en opp-overrettet pumpende omrorer 71 gjennom en innlopsport 70 for omroreren, hvorved blandingen endelig homogeniseres og bringes til å stromme inn i en forherd 72 som bearbeidbar glass-smelte med onskede egenskaper for fremstilling av de tilsiktede produkter. From the refining zone 65, the resulting mixture passes to an upwardly directed pumping agitator 71 through an agitator inlet port 70, whereby the mixture is finally homogenized and made to flow into a prehardener 72 as a processable glass melt with desired properties for the manufacture of the intended products .
Mange alternativ til apparatet i fig. 5 er mulig for forbedringMany alternatives to the device in fig. 5 is possible for improvement
av dets funksjonelle egenskaper. Varmeelektroder kan f.eks. være plassert i stigeren 62 for opprettholdelse av basisdelens utlops-temperatur når den forlater smeltekammeret 60, eller for okning av denne temperatur således at innblanding av nevnte tilsats i basis- of its functional properties. Heating electrodes can e.g. be placed in the riser 62 to maintain the outlet temperature of the base part when it leaves the melting chamber 60, or to increase this temperature so that mixing of said additive into the base
delen lettes. Et mekanisk eller termisk blandingsapparat kan dessuten være anordnet i raffineringssonen 65 for okning av homogeniserings-takten og for nedsettelse av oppholdstiden i the part is relieved. A mechanical or thermal mixing device can also be arranged in the refining zone 65 to increase the homogenization rate and to reduce the residence time in
denne sone. Alt etter den materialsammensetning som håndteresthis zone. Depending on the material composition being handled
og dens relative egenskaper, slik som f.eks. dens viskositet eller tetthet, kan det i visse tilfeller være fordelaktig å and its relative properties, such as e.g. its viscosity or density, it may in certain cases be advantageous to
f.eks. innfore flussmiddelkomponenter i åpningsområdet 61 for senkning av basissammensetningens viskositet for en ytterligere tilsats tilfores. På denne måte kan basissammensetningen hensiktsmessig forberedes for å motta ytterligere tilsatser gjennom tilforselskanalen 64. e.g. introduce flux components in the opening area 61 to lower the viscosity of the base composition for a further additive to be supplied. In this way, the base composition can be suitably prepared to receive further additives through the supply channel 64.
Fig. 6 viser et apparat for utovelse av oppfinnelsens fremgangsmåte og som er særlig fordelaktig i det tilfelle tre smeltegrupper, hvorav en kan være iaråmaterialform, skal sammenblandes og homogeniseres til en materialsammensetning som kan formes til et onsket sluttprodukt. En smeltet basissammensetning 80 opprettes i et smelteapparat som ikke er vist, og bringes til å stromme inn ±j en forherd 81. i denne forherd 81 er det plassert en blandings-blokk 82, som strekker seg som en demning over forherden, på samme måte som blokken 13 i hovedansokningen. Fra oversiden 83 av blokken 82 forloper en sylinderformet kanal 84 iiforbindelse med et utlop 85, på samme måte som for blokken 13 i henhold til hovedansokningen. Inne i kanalen 84 er det plassert en omrorer 86, som hensiktsmessig arbeider for blanding, homogenisering og tvangsmessig pumping av de smeltede bestanddeler nedover gjennom kanalen 84 og ut gjennom utlopet 85 til nedstromsdelen av forherden. En forste tilsats sammenstilles som en smeltet materialsammensetning 90 i et smelteapparat 91 og bringes til å stromme til en utlopsåpning 92. En annen tilsats sammenstilles som en smeltet materialsammensetning 95 i et annet smelteapparat, som ikke er vist, og bringes til å stromme gjennom et munnstykke 96, som strekker seg gjennom smelteandelen 90 og inn i utlopsåpningen 92 for avgivelse av en stromning 97 av smeiten 95 midt i en stromning 98 av smeltesammensetningen 90, som således omslutter smeiten 95 således at det dannes en kombinert stromning 100. Denne sammensatte stromning 100, som utgjores både av den forste tilsats og den annen tilsats, strommer inn i nevnte stromningsforlop av smeltet basissammensetning oppstroms for omroreren 86 og suges inn i denne omrorer sammen med basissmelten. Omroreren 85 sorger for sammenblanding og homogenisering av de tre smeltede komponenter til den onskede endelig materialsammensetning. Apparatet i fig. 6 kan være spesielt fordelaktig i det tilfelle smeltesammensetningen 95 er særlig flyktig, etter som denne smelte-komponent helt og holdent omgis av smeltestromningen 98, således at det hindres at flyktige komponenter avgis fra strømningen 97. Fig. 6 shows an apparatus for carrying out the method of the invention and which is particularly advantageous in the event that three melting groups, one of which may be in raw material form, are to be mixed and homogenized into a material composition which can be formed into a desired end product. A molten base composition 80 is created in a melting apparatus, not shown, and is made to flow into a preheater 81. In this preheater 81 is placed a mixing block 82, which extends like a dam above the preheater, in the same way as block 13 in the main application. From the upper side 83 of the block 82, a cylindrical channel 84 extends in connection with an outlet 85, in the same way as for the block 13 according to the main application. Inside the channel 84 is placed a stirrer 86, which appropriately works for mixing, homogenization and forced pumping of the molten components downwards through the channel 84 and out through the outlet 85 to the downstream part of the pre-heater. A first additive is assembled as a molten material composition 90 in a melting apparatus 91 and is made to flow to an outlet opening 92. A second additive is assembled as a molten material composition 95 in another melting apparatus, not shown, and is made to flow through a nozzle 96, which extends through the melt portion 90 and into the outlet opening 92 for discharging a flow 97 of the melt 95 in the middle of a flow 98 of the melt composition 90, which thus encloses the melt 95 so that a combined flow 100 is formed. This composite flow 100, which is made up of both the first additive and the second additive, flows into said flow sequence of molten base composition upstream of the stirrer 86 and is sucked into this stirrer together with the base melt. The stirrer 85 ensures the mixing and homogenization of the three molten components to the desired final material composition. The apparatus in fig. 6 can be particularly advantageous in the event that the melt composition 95 is particularly volatile, as this melt component is completely surrounded by the melt flow 98, so that it is prevented that volatile components are emitted from the flow 97.
Den smeltede materialsammensetning 95 kan sammenstilles i et smelteapparat av den type som er vist i U.S.-patentskrift nr. 3.429.972, som er godt egnet for fremstilling av smeltede materialsammensetninger av mineralbestanddeler med relativt hoyt smeltepunkt, slik som f.eks. Si02«Den smeltede materialsammensetning 95 kan erstattes med en ikke smeltet råmaterialsammensetning, slik det er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 2.371.213. The molten material composition 95 can be assembled in a melting apparatus of the type shown in U.S. Patent No. 3,429,972, which is well suited for the production of molten material compositions of mineral constituents with a relatively high melting point, such as e.g. SiO2 The molten material composition 95 may be replaced by an unmelted raw material composition, as described in U.S. Patent No. 2,371,213.
Det apparat som er vist i fig. 6, kan på hensiktsmessig måte • modifiseres for håndtering av et produktglass sammensatt av to smeltegrupper. Smelteapparatene 91 og 96 kan således anvendes for sammenstilling av henholdsvis en basissmelte og en tilsats. The apparatus shown in fig. 6, can be appropriately • modified for handling a product glass composed of two melting groups. The melting devices 91 and 96 can thus be used for the assembly of a base melt and an additive, respectively.
Den sammensatte stromning 100 kan da fremfores til et passende blandingsapparat av kjentiutforelse, og for dette formål kan f.eks. anvendes et eller annet av de apparater som er beskrevet i folgende U.S.-patentskrifter: 3.942.968, 3.811.861, 3.725.025, 3.486.874, 3.174.729, The composite flow 100 can then be fed to a suitable mixing device of known design, and for this purpose can e.g. one or other of the devices described in the following U.S. patents is used: 3,942,968, 3,811,861, 3,725,025, 3,486,874, 3,174,729,
3.057.175, 2.730.338, 2.716.023, 2.688.469, 2.577.920, 3,057,175, 2,730,338, 2,716,023, 2,688,469, 2,577,920,
2.570.079, 2.569.459 og 2.520.577. 2,570,079, 2,569,459 and 2,520,577.
Ved utforelse av oppfinnelsens fremgangsmåte for fremstilling av smeltede materialsammensetninger for fremstilling av glass, er det oppnådd en ny frihet med hensyn på praktisk mulige glass-sammensetninger. Det er således ikke bare mulig å sette sammen spesielle basisglass-sorter for forbedring av den totale driftsøkonomi ved glassfremstillingsprosesser, men meget flyktige bestanddeler, slik som vann, kan nå også tilfores den smeltede glass-sammensetning. By carrying out the invention's method for the production of molten material compositions for the production of glass, a new freedom has been achieved with regard to practically possible glass compositions. It is thus not only possible to put together special base glass varieties to improve the overall operating economy of glass manufacturing processes, but very volatile components, such as water, can now also be added to the molten glass composition.
Skjont de beskrevne utforelse-eksempler utgjor praktiske anvisninger for utovelse av oppfinnelsen, er imidlertid oppfinnelsens frem— Although the described embodiment examples constitute practical instructions for carrying out the invention, the invention's progress—
gangsmåte på ingen måte begrenset til de viste og beskrevne detaljer, idet betraktelige modifikasjoner kan utfores innenfor oppfinnelsens ramme. method is in no way limited to the details shown and described, as considerable modifications can be made within the scope of the invention.
Claims (37)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62461675A | 1975-10-23 | 1975-10-23 | |
US68084176A | 1976-05-05 | 1976-05-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO761761L true NO761761L (en) | 1977-04-26 |
Family
ID=27089721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO761761A NO761761L (en) | 1975-10-23 | 1976-05-24 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU499589B2 (en) |
DE (1) | DE2647673A1 (en) |
DK (1) | DK228176A (en) |
IT (1) | IT1067263B (en) |
NL (1) | NL7611776A (en) |
NO (1) | NO761761L (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3917045A1 (en) * | 1989-05-25 | 1990-11-29 | Bayer Ag | TOXICOLOGICAL UNSUITABLE GLASS FIBERS |
DE102005050871B4 (en) * | 2005-10-24 | 2007-02-08 | Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg | Method and device for conditioning and homogenizing molten glass |
DE102007038211A1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-02-19 | Diether Böttger | Device for homogenizing molten glass for the production of flat glass e.g. glass substrates for flat screen, comprises a supply distributor, heated mixer cells and a discharge distributor |
-
1976
- 1976-05-18 AU AU14048/76A patent/AU499589B2/en not_active Expired
- 1976-05-24 DK DK228176A patent/DK228176A/en unknown
- 1976-05-24 NO NO761761A patent/NO761761L/no unknown
- 1976-10-21 DE DE19762647673 patent/DE2647673A1/en active Pending
- 1976-10-21 IT IT28574/76A patent/IT1067263B/en active
- 1976-10-25 NL NL7611776A patent/NL7611776A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU499589B2 (en) | 1979-04-26 |
AU1404876A (en) | 1977-11-24 |
DE2647673A1 (en) | 1977-04-28 |
IT1067263B (en) | 1985-03-16 |
NL7611776A (en) | 1977-04-26 |
DK228176A (en) | 1977-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4325724A (en) | Method for making glass | |
CN100522857C (en) | Glass fiber forming compositions | |
KR100929099B1 (en) | Glass manufacturing method using outgassed frit | |
CA2097752C (en) | Method for producing glass with lower alkali content | |
EP1886978A1 (en) | Method for making glass fibers | |
US3524738A (en) | Surface stressed mineral formed glass and method | |
US3294505A (en) | Process of producing glass in a cupola | |
US3682666A (en) | Batch material for vitreous manufactures | |
US3728095A (en) | Chemically-strengthened glass-encapsulated glass articles and process therefor | |
KR980001880A (en) | Water-enhanced sulfate refining process to reduce toxic emissions from glass melting furnaces | |
US3274006A (en) | Borosilicate glass melting method | |
US3532483A (en) | Glass melting with different melting temperature components | |
CN102491644A (en) | High magnesium content boron-free glass fiber | |
CN103359910B (en) | The manufacture method of sheet glass | |
US5236484A (en) | Method of firing glass-melting furnace | |
NO761761L (en) | ||
US3498801A (en) | Phosphate opal glass | |
US2247331A (en) | Glassmaking batch | |
US3445255A (en) | Forehearth addition process for viscosity change | |
GB2176774A (en) | Vitreous bead manufacture | |
CA1069543A (en) | Method of making glass | |
JP4074568B2 (en) | Manufacturing method of optical glass | |
JPS602260B2 (en) | Batch for alkali-free glass suitable for electric melting | |
Smrcek | Evolution of the compositions of commercial glasses 1830 to 1990. Part II. Container glass | |
WO2013067129A1 (en) | Process for melting and refining silica-based glass |