Pierwszenstwo: 29.111.1961 Wielka Brytania Opublikowano: 28. IV. 1966 51026 KI. 32a, 15/02 MKP C 03 b &\OZ UKD 661.1.036.4 ltUOT€KA Wlasciciel patentu: PilkSngton Brothers Limited, Liverpool (Wielka ! Brytania) 1'ut.^PMmIm^o Sposób wytwarzania szkla plaskiego oraz urzadzenie do stoso¬ wania tego sposobu Wynalazek dotyczy wytwarzania szkla plaskiego.Przy wytwarzaniu szkla plaskiego sposobem znane¬ go walcowania, niedokladnosci na powierzchniach walców przenoszone sa na powierzchnie szkla, jak równiez powstaja tu zmiany grubosci szkla, okre¬ slone w dalszej czesci opisu jako odksztalcenia, któ¬ re wystepuja wskutek asymetrii jednego lub obyd¬ wóch walców.Przy Wytwarzaniu tasmy szkla znanym sposobem przez wyciaganie pionowe wytwarzane szklo ma lustrzana powierzchnie zwana „politura ogniowa".Jednak w ciagnionym arkuszu powstaja odksztalce¬ nia spowodowane róznica temperatur, wystepujaca w szkle przed jego skrzepnieciem, sam zas proces technologiczny wytwarzania szkla postepuje wolniej, niz przy wytwarzaniu szkla przez walcowanie.Zglaszajacy proponuja tu inny sposób wytwarzania szkla plaskiego., majacego polysk jaki uzyskuje sie przy stosowaniu „politury ocjniowej". Szklo uzyska¬ ne wedlug wynalazku jest wolne od odksztalcen, wy¬ stepujacych zarówno przy wytwarzaniu szkla przez walcowanie, jak i przez wyciaganie. Sposób wedlug wynalazku obejmuje dostarczanie szkla z regulo¬ wana predkoscia na kapiel metalowa i posuwanie te¬ go szkla wzdluz powierzchni kapieli w odpowied¬ nich warunkach cieplnych, zapewniajacych ustalenie sie warstwy roztopionego szkla na tej kapieli.Warstwe roztopionego szkla utrzymuje sie na ka¬ pieli tak dlugo, az na powierzchni kapieli rozply- 10 15 25 30 2 nie sie plynna masa roztopionego szkla o zadanej grubosci, uzyskanej przez rozplyniecie sie masy w kierunku poprzecznym w sposób niewymuszony do granicy swobodnego rozplywu szkla pod dzialaniem sily ciazenia i napiecia powierzchniowego. Nastep¬ nie plynna masa jest stale posuwana w postaci tasmy wzdluz kapieli oraz chlodzona do temperatury, umoz¬ liwiajacej zdjecie jej z kapieli w stanie nieuszkodzo¬ nym za pomoca srodków mechanicznych.Glównym zadaniem wynalazku jest ulatwienie wy¬ twarzania szkla plaskiego, majacego polysk szkla poddanego „politurze ogniowej" oraz wolnego od odksztalcen, wystepujacych zarówno w sposobie wy¬ twarzania szkla przez walcowanie, jak i przez wycia¬ ganie, przy czym moze ono byc wytwarzane o róz¬ nych grubosciach. Przy stalym przesuwaniu plynnej masy roztopionego szkla w postaci tasmy wzdluz kapieli stopniowo chlodzi sie ja do przejsciowego stanu plastycznego, w którym szklo moze byc pod¬ dane zmniejszaniu grubosci przez wywieranie sily ciagnacej. .:.....Stan plastyczny szkla winien przy tym byc -taki, aby wywierana nan sila ciagnaca umozliwiala utrzy¬ mywanie szkla w niezmienionym stanie w miare przesuwania go wzdluz powierzchni kapieli. Wywie¬ ranie na szklo sily ciagnacej pozwala na zmniejszenie grubosci tasmy szkla w stanie plastycznym do z 'gó¬ ry ustalonej wartosci przy zachowaniu pierwotnej gladkosci szkla. Uzyskuje sie przy tym -stabilizowa¬ nie tasmy, która chlodzi sie do temperatury, w któ-51026 3 rej mozliwe jest zdjecie lej w stanie nieuszkodzonym w roztopionej kapieli.Najkorzystniej jest wedlug wynalazku przygoto¬ wac roztopiona kapiel j tak, aby wykazywala ona wszystkie cechy kapieli jszczególowo opisanej w pol¬ skim patencie nr 39^25.] W jednej z postaci wjykonania wynalazku dostar¬ cza sie na kapiel szklo! w postaci tasmy o z góry okreslonych wymiarach; z! regulowana predkoscia.* ^ *Jasma taka jest przesuwana wzdluz kapieli metalo- ¦ wej w warunkach cieplnych, zapewniajacych utwo¬ rzenie sie plynnej warstwy^roztopionego szkla.Roztopione szklo moze byc równiez doprowadzane przez wylewanie go na kapiel z regulowana predkos¬ cia, zapewniajaca przesuwanie szkla na kapieli w fen sposób, aby' utworzyla sie na niej warstwa rozto¬ pionego szkla. .' Przy wytwarzaniu wecllug wynalazku szkla wap- niowo — sodowego, warstwe roztopionego szkla u Itfreymi!fo¦-• si^^w temperaturze ponad 85Q°C, aby ' A Jk J t OI irtpzliwic rozplyniecie sie roztopionego szkla na bo- \ ki w sposób niewymuszony do granicy swobodnego rozplyniecia sie masy szklanej pod wplywem sily *<*!Mfcrt •fcjreAia i napiecia powierzchniowego. Roztopione LkJb' stopniowo ochladza sie* do temperatury 850 — 700°C, utrzymujacej szklo we wspomnianym wyzej stanie plastycznym, w którym moze byc ono podda¬ ne regulowanemu zmniejszeniu grubosci. Nastepnie splaszczona tasme stabilizuje sie przez ochladzanie jej ponizej 700°C.Najkorzystniej jest, gdy dzialanie rozciagajace wywiera sie na szklo plastyczne za pomoca sily ciag¬ nacej przylozonej do stabilizowanej tasmy szkla przy wylotowym koncu zbiornika, wywieranej na przyklad za pomoca walców ciagarki tunelowej.Wynalazek obejmuje-* równiez urzadzenie do wy¬ twarzania szkla plaskiego w postaci tasmy o z góry okreslonej szerokosci i grubosci, Zawiera ono zbior¬ nik z roztopiona kapiela, zaopatrzony w otwór wlo¬ towy i wylotowy, urzadzenie do dostarczania na kapiel szkla z regulowana predkoscia poprzez otwór wlotowy i do przesuwania tego szkla wzdluz rozto¬ pionej kapieli, elementy do regulowania temperatu¬ ry umieszczone w pierwszej strefie kapieli w celu utrzymywania wymaganych warunków cieplnych w warstwie szkla na kapieli, zapewniajacych pow¬ stanie warstwy roztopionego szkla.Warstwe ta nastepnie utrzymuje sie w stanie roz¬ topionym dopóty, dopóki na powierzchni kapieli nie powstanie warstwa plynnej masy roztopionego szkla o niezmieniajacej sie grubosci, przy czym umozliwia sie swobodny rozplyw tej warstwy roztopionego szkla na boki do granicy swobodnego plyniecia .szkla pod 4dzialaniem sily ciazenia i napiecia powierzchniowe¬ go. Urzadzenie zawiera równiez elementy do regulo¬ wania temperatury, umieszczone w drugiej strefie -kapieli, sluzacej do utrzymywania takich warun¬ ków cieplnych w tej strefie, aby roztopione szklo bylo stopniowo chlodzone do stanu plastycznego w miare jego przesuwania sie.Elementy do regulowania temperatury, rozmiesz¬ czone w trzeciej strefie kapieli majace na celu utrzy¬ manie w trzeciej strefie warunków cieplnych, umoz¬ liwiajacych stabilizacje i chlodzenie szkla plastycz¬ nego oraz elementy do wywierania sily rozciagajacej na plastyczne szklo, w miare przesuwania sie go przez druga strefe, w celu regularnego zmniejszania grubosci tasmy do z góry okreslonej grubosci i sze¬ rokosci. 5 Najkorzystniej jest, gdy wspomniane strefy kapieli pierwsza, druga i trzecia sa ograniczone za pomoca przegród ogniotrwalych, rozmieszczonych po¬ przecznie od sklepienia do podstawy zbiornika.W celu lepszego zrozumienia wynalazku, kilka 10 jego postaci wykonania zostanie opisane, tytulem przykladu, w zwiazku ze schematycznym rysun¬ kiem, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w pio¬ nowym przekroju, obejmujace konstrukcje zbiorni¬ kowa, zawierajaca kapiel metalowa, konstrukcje 15 sklepienia umieszczona ponad konstrukcja zbiornika oraz urzadzenie do dostarczania na powierzchnie ka¬ pieli walcowanej tasmy szkla z regulowana pred¬ koscia, fig. 2 — w rzucie poziomym konstrukcje zbiornika urzadzenia wedlug fig. 1, a fig. 3 — czesc 20 urzadzenia w przekroju pionowym wedlug fig. 1; ilu¬ strujaca zmodyfikowany sposób dostarczania szkla z regulowana predkoscia na kapiel metalowa. Na ry¬ sunku te same odnosniki wskazuja te same lub po¬ dobne czesci urzadzenia. 25 Na fig. 1 i 2 zbiornik pieca do ciaglego topienia szkla oznaczony jest cyfra 1, nastawna zasuwa z prze¬ ciwwaga — cyfra 2, cyfra 3 rynna z dnem 4 i bocz¬ nymi sciankami 5; scianki 5 wraz. z dnem 4 tworza rynne o zasadniczo prostokatnym przekroju poprzecz¬ ko nym. Ponad rynna 3 jest zamocowana w znany spo¬ sób pokrywa.Z rynna 3 sprzegnieta jest para ksztaltujacych, -chlodzonych woda walców 6 i 7, umieszczonych w bocznych ramach 8 i napedzanych poprzez prze- 35 kladnie zebata 9 za pomoca nie pokazanego na ry¬ sunku urzadzenia napedowego.Przegroda 10 jest podwieszona nastawnie w plasz¬ czyznie pionowej i styka sie od dolu z górnym ksztaltujacym .walcem 6. Oslania ona walec 6 przed 40 dzialaniem promieniowania roztopionego szkla 11, plynacego ze zbiornika 1 ponad krawedzia dna 4 rynny 3 do przestrzeni miedzy ksztaltujacymi wal¬ cami 6 i 7.Walec 6 wysuniety jest nieco ku przodowi w sto- 45 sunku do dolnego walca 7 tak, ze roztopione szklo 11 splywa z dna 4 na górna czesc walca 7, który w ten sposób stanowi dla szkla 11 lukowate lozysko odlewnicze, skierowane ku dolowi i jednoczesnie ku przodowi, poruszajace sie w kierunku zgodnym z kie¬ so runkiem przeplywu szkla 11 wzdluz rynny.W ten sposób roztopione szklo 11 w momencie opuszczania rynny 3 i przeplywu przez dolny walec 7 jest kierowane ku przodowi, przez co zapobiega sie wstecznemu przeplywowi szkla pod rynna 3. 55 Ksztaltujace walce 6 i 7 sa umieszczone przy jed¬ nym koncu zbiornika, zawierajacego kapiel 12 rozto¬ pionego metalu, na przyklad roztopionej cyny. Zbior¬ nik sklada sie z dna 13, bocznych scian 14 i kranco¬ wych scian 15. Boczne sciany 14 i krancowe 15 sta- eo nowia wraz z dnem 13 jedna calosc. Poziom po¬ wierzchni kapieli metalowej 12 oznaczony jest na fig; 1 liczba 16.Na konstrukcji zbiornika spoczywa konstrukcja* sklepienia, obejmujaca sklepienie 17, krancowe scia- ,65 nY 18i 19 i boczne sciany 20. Konstrukcja sklepienia5 5£«M 6 tworzy postac tunelu ponad kapiela 12. Do przestrze¬ ni tej wprowadzany jest gaz nieutleniajacy, zapobie¬ gajacy tworzeniu sie w metalowej kapieli substancji zanieczyszczajacej szklo.Krancowa sciana 18 zbiornika przy wlotowym kon¬ cu zbiornika ogranicza wlotowy otwór 21, przez któ¬ ry uksztaltowana tasma szkla 22 dostarczana jest za pomoca walców 6, 7 na kapiel. Krancowa sciana 19 konstrukcji sklepienia przy wlotowym koncu zbiorni¬ ka ogranicza wraz z krancowa sciana 15 zbiornika otwór wylotowy 23, poprzez który zdejmuje sie z roz¬ topionej kapieli 12 ochlodzona tasme szkla o z góry okreslonej grubosci w stanie nieuszkodzonym.Przy wlotowym koncu zbiornika przewidziane jest przedluzenie 24 sklepienia 17, które tworzy wraz z przegroda 10 i bocznymi scianami 25 komore osla¬ niajaca walce 6 i 7, przy czym boczne sciany 25 spo¬ czywaja na bocznych scianach 14 zbiornika.Uksztaltowana tasma szkla 22 dostarczana jest na powierzchnie kapieli metalowej 12 z regulowana predkoscia za pomoca ksztaltujacych walców 6 i 7.Tasma 22 jest posuwana wzdluz powierzchni kapieli do pierwszej strefy, w której warunki cieplne sa utrzymywane za pomoca regulatorów temperatury, pokazanych jako grzejniki 2&, umieszczone w skle¬ pieniu 17 i grzejniki 27, zanurzone w kapieli. Za¬ pewniaja one topienie sie tasmy 22 i tworzenie na kapieli warstwy 28 roztopionego szkla. Pierwsza strefa kapieli ograniczona jest za pomoca krancowej sciany 18 konstrukcji sklepienia i ogniotrwalej prze¬ grody 29, przebiegajacej w poprzek konstrukcji zbiornika i ku dolowi od sklepienia 17.Podczas przesuwania sie szkla przez pierwsza strefe ulega ono roztopieniu w temperaturze, umoz¬ liwiajacej rozplywanie sie szkla bez przeszkód na boki do granicy swobodnego rozplywu szkla pod wplywem sil ciazenia i napiecia powierzchniowego.Na powierzchni kapieli 12 tworzy sie wówczas plyn¬ na masa 30 roztopionego szkla o stalej grubosci, lecz o szerokosci wiekszej, niz szerokosc gotowej tasmy zdejmowanej z kapieli. Stala grubosc warstwy osiaga sie wówczas, gdy ustaje rozplyw szkla na boki, to jest gdy zostanie ustalona stala równowaga miedzy dzialaniem sily napiecia powierzchniowego, wystepujacego w roztopionym szkle i roztopionym metalu a dzialaniem sily ciazenia.Uksztaltowanie zbiornika na poziomie 16 powierzch¬ ni kapieli i predkosc dostarczania na kapiel szkla w postaci walcowanej tasmy 22 sa uzaleznione wza¬ jemnie tak, aby krawedzie plynnej masy 30 nie sty¬ kaly sie z bocznymi scianami 14 zbiornika i pozosta¬ waly odsuniete od nich, jak pokazano to na fig. 2.Elementy 27, regulujace temperature sa zanurzone w kapieli 12 w pierwszej strefie utrzymujac tempe¬ rature roztopionego metalu w tej strefie okolo 1000°C lub wyzsza. Dlugosc tej strefy jest wystarczajaca, aby umozliwic roztopionej warstwie 28, utworzonej z tasmy 22 rozplyniecie sie w postaci plynnej masy 30 roztopionego szkla o jednakowej grubosci.Z pierwszej strefy plynna masa 30 jdztopionego szkla jest w sposób ciagly przesuwana do przodu w postaci tasmy wzdluz powierzchni kapieli do dru¬ giej strefy, zawartej miedzy ogniotrwalymi przegro¬ dami 29 i 31, przebiegajacymi w poprzek zbiornika od sklepienia 17 ku dolowi. Grzejniki 32, rozmiesz¬ czone sa ponad kapiela w drugiej strefie, zas w ka* pieli zanurzone sa podobne elementy grzejne 33, przeznaczone do regulowania temperatury plynnej masy 30 roztopionego szkla w celu jej ochladzania 5 do przejsciowego stanu plastycznego w miare przesu¬ wania sie przez te strefe.Gdy szklo znajduje sje w przejsciowym stanie plastycznym, to na jego wymiary nie oddzialywuja juz, sily napiecia powierzchniowego i sily ciezkosci Wskutek tego plastyczne szklo 34 w drugiej strefie moze byc poddane regulowanemu zmniejszeniu gru¬ bosci w sposób nizej opisany przez wywieranie na plastyczne szklo sily rozciagajacej w kierunku wzdluznym. Temperatura szkla.w poblizu pierwszej przegrody 29 wynqsi pkolo 850°C, a temperatura w poblizu drugiej przegrody 31 okolo 700°C, w przy¬ padku szkla wapniowo-spdowego.Tasma szkla 35, ukazujaca sie pod druga przegroda 31 jest wystarczajaco sztywna, aby zachowac swój ksztalt, czyli wymiary jej sa juz ustabilizowane. Na¬ stepnie w trzeciej strefie kapieli, znajdujacej sie mie¬ dzy przegroda 31 i krancowa sciana 19 konstrukcji sklepienia ustabilizowana tasme 35, ochladza sie do temperatury okolo 650°C, w miare zblizania sie jej do wylotowego konca kapieli w celu umozliwienia zdjecia tasmy w stanie nieuszkodzonym z kapieli.Z powyzszego wynika, ze druga strefa zamknieta jest w komorze miedzy sklepieniem 17, zbiornikiem 1 i przegrodami 29, 31; pierwsza strefa ograniczona jest podobna komora miedzy sciana 18 konstrukcji sklepienia 17 a przegroda 29, przy czym przegroda 31 i krancowa sciana 19 tworza trzecia komore obejmu¬ jaca trzecia strefe.Elementy 36, regulujace temperature zanurzona w roztopionej kapieli w trzeciej strefie sluza do regulowania temperatury kapieli metalowej przez ustalenie takiej temperatury, aby ustabilizowana tas¬ ma, przesuwana pod przegroda 31, byla stopniowo chlodzona do temperatury umozliwiajacej zdjecie jej w stanie nieuszkodzonym z roztopionej kapieli 12 za pomoca napedzanych walców, znajdujacych sie przy wylotowym koncu zbiornika nieco ponad poziomem dna otworu wylotowego 23. Napedzane walce 38 wspólpracuja z walcami 37 przy wejsciu do odprezar- ki, nie uwidocznionej na rysunku, w celu wywierania sily ciagnacej na tasme szkla 35, która jest przeka¬ zywana przez ustabilizowana i chlodzona tasme 35 na szklo plastyczne 34 w drugiej sTrefie kapieli.Sila ciagnaca odprezarki jest wystarczajaca do otrzymywania tasmy szkla w ruchu wzdluz kapieli oraz do udzielenia jej sily niezbednej do nadania potrzebnego przyspieszenia ruchu i przez to do spo¬ wodowania regulowanego zmniejszania grubosci tas¬ my szkla plastycznego. Moze zachodzic tu stopnio¬ we zmniejszanie szerokosci konca plynnej masy 30 przy utrzymywaniu jednak jej niezmienionej gru¬ bosci.Regulowane zmniejszenie grubosci tasmy plastycz¬ nego szkla powoduje stale zmniejszanie jego szero¬ kosci i grubosci dQ z gpry ;u$taonych wymiarów, jak to przedstawiono na fig. 2 za pomoca zwezaja¬ cego sie ksztaltu szkla 34.Wymiary uksztaltowanej tasmy 22 i predkosc jej doprowadzania na kapiel jest dobrana tak, aby ply¬ naca masa o ustalonej grubosci byla stale utrzymy- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 &57 51026 8 Wana na kapieli pomimo wywieranego przyspiesze¬ nia na szklo plastyczne wskutek dzialania nan w dru¬ giej strefie sily ciagnacej. .Wymiary tasmy szkla o zmniejszonej grubosci stabilizuje sie w miare tego, jak szklo przesuwa sie w postaci tasmy spod przegrody 31. Gdy szklo jest w stanie ustabilizowanym, riie moze ono dalej ule¬ gac zmniejszaniu grubosci wskutek dzialania sily ciagnacej. Szerokosc i grubosc tasmy szkla 35 zdej¬ mowanej z kapieli maja z góry okreslone wymiary, które sa uzaleznione od dlugosci drugiej strefy i od wielkosci sily ciagnacej.Plynna masa 30 roztopionego szkla ma równomier¬ na grubosc oraz plaskie, równolegle powierzchnie i pierwotna gladkosc, co utrzymuje sie w tasmie 34 w miare zmniejszania tej grubosci w drugiej strefie kapieli. Dzieki temu tasma 35, wydostajaca sie z ka¬ pieli jest wolna od odksztalcen, ma plaskie równo¬ legle powierzchnie i polysk charakterystyczny dla szkla poddawanego „politurze ogniowej".Zamiast regulowania predkosci dostarczania na kapiel szkla w postaci tasmy o okreslonych wymia¬ rach moze byc ono doprowadzane bezposrednio na kapiel w stanie roztopionym przez rynne 4 zbiorni¬ ka 1, jak to uwidoczniono na fig. 3. Predkosc dopro¬ wadzania roztopionego szkla na kapiel 12 jest re¬ gulowana za pomoca przegrody 10 w celu utworze¬ nia na kapieli warstwy 28 roztopionego szkla. . Wyzej opisany sposób regulowanego zmniejszania grubosci tasmy roztopionego szkla, chlodzonej do przejsciowego stanu plastycznego i nastepnie ule¬ gajacej zmniejszaniu grubosci, umozliwia wytwarza¬ nie szkla plaskiego, majacego wszystkie zalety szkla zrównowazonego, a mianowicie o polysku i jakosci szkla poddanego „politurze ogniowej". Nie wyka¬ zuje ono odksztalcen wystepujacych przy znanych sposobach wytwarzania szkla przez walcowanie i wy¬ ciaganie.Ponadto wynalazek obejmuje tasme szkla, wy¬ twarzana sposobem wyzej opisanym.Wynalazek obejmuje równiez, jako odmiane okres¬ lona tasme szkla o wspólistniejacych scisle zwiaza¬ nych ze soba odcinkach, mianowicie odcinka plyn¬ nego w stanie równowagi, odcinka plastycznego o sta¬ le zwezajacym sie ksztalcie i odcinka skrzepnietego o tej samej szerokosci, co szerokosc konca odcinka szkla plastycznego. PL