Pierwszenstwo: Opublikowano: ai.III.1966 fP 113 620) 22.111.1965 Wielka Brytania 20.111.1970 59319 KI. 32 a, 19/00 MKP C 03 b UKD Mw Wlasciciel patentu: Pilkington Brothers Limited, Liverpool (Wielka Brytania) Sposób wytwarzania szkla plaskiego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania szkla plaskiego oraz urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu. Wedlug tego sposobu szklo w postaci tasmy przesuwa sie naprzód wzdluz roztopionej kapieli o ciezarze wlasciwym wiekszym, niz ciezar wlasci¬ wy szkla, przy czym tarcie powierzchni kapieli stykajacej sie ze szklem jest pomijalne.Najkorzystniej jest, gdy stosuje sie kapiel z roz¬ topionego metalu, na przyklad z roztopionej cyny lub ze stopu cyny o ciezarze wlasciwym wiekszym niz ciezar wlasciwy szkla.Sklad chemiczny kapieli powinien byc taki, aby posiadala wszystkie wlasciwosci zastrzezone w polskim opisie patentowym nr 39725.Glównym celem wynalazku jest ulepszony spo¬ sób i urzadzenie sluzace do wytwarzania szkla plaskiego o róznych grubosciach.Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania szkla plaskiego na kapieli z roztopionego metalu o ciezarze wlasciwym wiekszym niz ciezar wlasci¬ wy szkla polega na wlewaniu roztopionego szkla z regulowana predkoscia na kapiel, na przemiesz¬ czaniu wlanej na kapiel goracej masy roztopione¬ go szkla podczas poczatkowego przesuwania sie tej masy naprzód wzdluz kapieli, a nastepnie na umozliwieniu swobodnego bocznego przeplywu roz¬ topionego szkla jako warstwy na kapieli, na fizycz¬ nym zatrzymywaniu bocznego przeplywu uwol¬ nionego roztopionego szkla w poprzek kapieli wte¬ dy, gdy przesuwajaca sie naprzód warstwa rozto- 10 15 20 25 pionego szkla osiagnela z góry zadana grubosc, na przesuwaniu naprzód warstwy o tej grubosci przez przylozer+ie sily pociagowej do warstwy i na sta¬ bilizacji temperatury warstwy podczas jej dalsze¬ go przesuwania sie naprzód.Dzieki temu, ze szklo wplywajace na kapiel, jako masa roztopionego szkla o wysokiej temperatu¬ rze, jest zamkniete podczas przesuwania sie na¬ przód wzdluz kapieli, szklo to moze osiadac na powierzchni kapieli i osiagac pewien stopien rów¬ noleglosci swoich powierzchni. Nastepny swobodny boczny przeplyw goracego szkla po jego wyplynie¬ ciu ze skierowanego ku wylotowi konca zamknie¬ tej masy roztopionego szkla i — po fizycznym za¬ trzymaniu swobodnego bocznego przeplywu, — dalsze osiadanie goracego szkla na powierzchni kapieli, podczas dalszego przesuwania sie naprzód szkla o zalozonej z góry grubosci, zapewniaja, ze tak wytworzone grube szklo, to znaczy szklo plas¬ kie o grubosci 8 mm lub wiecej, ma plaskie i równolegle powierzchnie i jest wolne od znie¬ ksztalcen.Sila pociagowa, przylozona do warstwy roztopio¬ nego szkla wytworzonej'po zatrzymaniu bocznego przeplywu, moze byc wystarczajaca do przesuwa¬ nia warstwy naprzód bez zmiany grubosci szkla tak, ze grubosc szkla — po zatrzymaniu jego bocz¬ nego przeplywu — jest zadana gruboscia gotowej tasmy szkla. Nastepnie szklo o tej grubosci chlo¬ dzi sie podczas jego przesuwania sie do chwili 5931959319 3 uzyskania lepkosci, w której dalsze zmiany jego wymiarów sa niemozliwe, przy czym boczne ogra¬ niczenie tasmy szklanej moze byc usuniete dopie¬ ro gdy wymiary tasmy sa ustalone.Ciagniecie szkla moze powodowac zmniejszanie grubosci tasmy szklanej w miare przesuwania sie szkla wzdluz kapieli, przy czym szybkosc chlo¬ dzenia przesuwajacego sie szkla powoduje, ze szklo posiada lepkosc, w której nie nastepuja dal¬ sze zmiany wymiarów szkla wtedy, gdy szklo osiag¬ nelo juz zadana grubosc szkla gotowego.Wedlug wynalazku, przeplyw boczny roztopione- gaiszkla jest ograniczony za pomoca niezwilzanych przez szklo powierzchni, miedzy którymi warstwa szkla przesuwa sie naprzód. Sila ciagnaca moze byc przylozona do warstwy iszkla za pomoca wal¬ ków umieszczonych poza wylotem kapieli, przez który wyciaga sie gotowa tasme szkla z kapieli.Ewentualnie, sile te mozna przylozyc do górnych powierzchni obrzezy warstwy szkla i w ten sposób ulatwic przesuwanie sie warstwy naprzód miedzy niezwilzanymi powierzchniami.Zgodnie z wynalazkiem, urzadzenie do wytwa¬ rzania szkla plaskiego w postaci tasmy zawiera zbiornik o wydluzonym ksztalcie, w którym znaj¬ duje sie kapiel z roztopionego metalu; zespól po¬ dajacy roztopione szklo na srodkowy obszar ka¬ pieli; srodki do ograniczania przesuwajacej sie na¬ przód wzdluz kapieli goracej masy roztopionego szkla tak, aby masa ta nie przeplywala poza wspomniany srodkowy obszar kapieli; srodki do regulowania temperatury w celu utrzymania go¬ racego szkla w stanie roztopionym po wyplynie- ' ciu szkla poza plyty ograniczajace, dzieki czemu szklo moze swobodnie rozplywac sie na boczne, na¬ stawne, niezwilzane przez szklo sciany zamocowa¬ ne w konstrukcji zbiornikowej, za plytami ograni¬ czajacymi, patrzac w kierunku przeplywu, tworza¬ ce nastawny kanal dla szkla; srodki do regulowa- niav polozenia nastawnych niezwilzanych scian tak, aby dzieki odpowiedniej szerokosci kanalu, zatrzy¬ mywac swobodny przeplyw boczny roztopionego szkla oraz zespól pomocniczy sluzacy do chwyta¬ nia obrzezy warstwy szkla, aby ulatwic przesuwa¬ nie sie naprzód tej warstwy wzdluz kanalu.Najkorzystniej jest jezeli niezwilzalne sciany stanowia dwa szeregi elementów wydrazonych bloków weglowych ulozonych koncami do siebie i zanurzonych w kapieli w celu utworzenia wspom¬ nianego kanalu. Bloki te podtrzymywane sa przez nastawne ramiona rurowe przechodzace poprzez boczne sciany zbiornika tak, ze bloki chlodzone sa za pomoca krazacego w tych ramionach plynne¬ go czynnika chlodzacego.W celu przylozenia dodatkowej sily pociago¬ wej wspólpracujacej przy przesuwaniu naprzód warstwy roztopionego szkla miedzy niezwilzalnymi powierzchniami, mozna z kazdej strony kanalu i tuz przed blokami weglowymi zamocowac walce brzegowe tak, aby chwytaly górna powierzchnie obrzezy warstwy roztopionego szkla w kanale.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony tytu¬ lem przykladu, na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia urzadzenie w przekroju pionowym, fig 2 — zbiornik w widoku z góry na fig. 1, a fig. 3 — 4 urzadzenie w przekroju wzdluz linii III — III na fig. 2.Na fig. 1 i 2 czesc wanny szklarskiej do ciaglego topienia szkla oznaczona jest cyfra 1, a przegroda 5 poprzeczna do regulowania przeplywu — cyfra 2.Czesc wanny szklarskiej do ciaglego topienia szkla zakonczona jest rynna zawierajaca dno 3 i boczne scianki 4, które tworza rynne o prostokatnym przekroju poprzecznym. Pokrywe mozna zamoco¬ wac nad rynna w znany sposób.Rynna umieszczona jest ponad dnem 5 zbiornika utworzonego za pomoca scian bocznych 6 polaczo¬ nych ze soba za pomoca koncowych scian 7 i 8.W zbiorniku umieszczona jest kapiel 9 z plynnego metalu na przyklad z roztopionej cyny lub stopu cyny o ciezarze wlasciwym wiekszym niz ciezar wlasciwy roztopionego szkla. Poziom powierzchni kapieli oznaczono liczbe 10.Nad zbiornikiem umieszczony jest dach 11, oraz sciany boczne 12 i sciany koncowe 13, 14 odpowied¬ nio na koncu wlotowym i wylotowym wanny. Dach tworzy tunel nad zbiornikiem i zakresla przestrzen górna 15 nad kapiela. Dolna powierzchnia sciany koncowej 13, wraz z powierzchnia 10 kapieli, za¬ kresla wlot 17, o ograniczonej wysokosci, dla rozto¬ pionego szkla dostarczonego na kapiel. Konstrukcja dachowa ciagnie sie do przegrody porzecznej 2 za pomoca elementu 18 i scian bocznych 19 tworza¬ cych komore, w której umieszczona jest rynna 3, 4.Dolna powierzchnia sciany koncowej 14 wraz ze sciana koncowa 8 stanowi wylot 20, przez który usuwa sie z kapieli gotowa tasme szkla o zadanej grubosci 21.Na zewnatrz konca wylotowego wanny umiesz¬ czone nieco ponad poziomem górnej powierzchni koncowej sciany 8 wanny znajduja sie walki nape¬ dowe 22. Ponad tymi walkami umieszczono nape¬ dzane walki 23; z których jeden przedstawiono na rysunku. Walki 22 i 23 wspólpracuja ze soba, przy¬ kladajac sile ciagnaca do tasmy szkla 21 przeply¬ wajacej ku wylotowi 20 kapieli. Walki 22, 23 kieru¬ ja tasme 21 do konwencjonalnej odprezarki tune¬ lowej, w której tasma zostaje wyzarzona. Po usu¬ nieciu tasmy z odprezarki, tnie sie ja na plyty o wymaganych wymiarach.W dachu 11 umieszczone sa w odstepach przewo¬ dy 24, które polaczone sa za pomoca zlaczek ruro¬ wych 25 z rurami rozgaleznymi 26 i które dopro¬ wadzaja gaz do przestrzeni górnej 15 w celu utwo¬ rzenia atmosfery ochronnej nad powierzchnia ka¬ pieli. Gaz ochronny nie wchodzi w reakcje che¬ miczna z metalami kapieli, dzieki czemu unika sie powstawania substancji zanieczyszczajacych szklo.Gaz chroni zatem powierzchnie kapieli na bokach tasmy i pod koncem sztywnej tasmy 21 opuszcza¬ jacej kapiel. Ponadto uniemozliwione jest dostanie sie powietrza z zewnatrz przez wlot 17 i wylot 20.Sciana 7 konca wlotowego wanny poprowadzona jest pod rynna 3, 4, co oznaczono na rysunku licz¬ ba 27, i zakresla srodkowy obszar kapieli, na który wprowadza sie roztopione szklo 28 z rynny 3, 4 z regulowana predkoscia. Przegroda 2 reguluje predkosc dostarczania roztopionego szkla na kapiel; dno 3 rynny znajduje sie nad powierzchnia kapieli 20 25 30 35 40 45 50 55 6059319 6 tak, ze roztopione szklo 28 splywa swobodnie z wysokosci kilkunastu centymetrów na powierzch¬ nie kapieli; odleglosc ta jest wystarczajaca, aby zapewnic tworzenie sie zgrubienia 29 z roztopio¬ nego szkla splywajacego z rynny, przy czym zgru¬ bienie to ciagnie sie ku scianie koncowej 7 wanny.Temperatura kapieli w koncu wlotowym regu¬ lowana jest za pomoca urzadzen 30 do regulowa¬ nia temperatury zanurzonych w kapieli 9 i 2a po¬ moca promienników 31 umieszczonych w przestrze¬ ni górnej ponad kapiela. W sposobie wedlug wy¬ nalazku, temperatura plynacego po rynnie rozto¬ pionego szfcla 28 wynosi okolo 1100°C, a tempera¬ tura w obszarze scian ograniczajacych 27 powodu¬ je, ze goraca masa 31 roztopionego szkla utrzymu¬ je sie w srodkowym obszarze konca wlotowego ka¬ pieli miedzy scianami 27.Podczas przesuwania sie miedzy scianami 27, roz¬ topione szklo 31 znajduje sie powierzchnia kapieli.Gdy szklo przesunie sie do konca scian 27 wów¬ czas rozplywa sie swobodnie na boki kapieli, jak przedstawiono odnosnikiem 32. Urzadzenia do re¬ gulowania temperatury 33, umieszczone w kapieli i umieszczone w przestrzeni górnej ponad kapiela przy koncu scian 27, zapewniaja, ze szklo utrzy¬ muje sie w stanie roztopionym w momencie roz¬ plywania sie na boki zbiornika, przy czym tempe¬ ratura szkla wynosi na przyklad okolo 1000°C w przypadku szkla sodowo-wapniowo-kwarcowego.Podczas swobodnego rozplywania sie na boki zbiornika roztopionego szkla 32, grubosc warstawy szkla na kapieli sie zmniejsza. Swobodny boczny przeplyw szkla zostaje zatrzymany za pomoca bocznie nastawnych, niezwilzalnych scian przed¬ stawionych na rysunku w postaci niezwilzalnych elementów 35 zamocowanych w zbiorniku ze scia¬ nami ograniczajacymi 27, patrzac w kierunku prze¬ plywu elementu 35, stanowia kanal o regulowanej szerokosci dla przeplywajacego szkla. Odleglosc miedzy elementami 35 jest wieksza niz odleglosc miedzy tymi koncami scian ograniczajacych 27. Po¬ nadto rozstawienie elementów 35 dobierane jest w zaleznosci od zadanej grubosci roztopionej tafli szklanej przy czym elementy te zapewniaja rów¬ noleglosc krawedzi szkla.Temperature przeplywajacej naprzód warstwy roztopionego szkla 36, o z góry zalozonej grubosci, reguluje sie za pomoca urzadzen 37 do regulowa¬ nia temperatury umieszczonych w kapieli i za po¬ moca grzejników 38 umieszczonych w przestrzeni górnej, przy czym temperatura tego konca warstwy roztopionego szkla, kierowanego ku wylotowi zbiornika moze wynosic okolo 950°C. Podczas swo¬ bodnego bocznego przeplywu szkla grubosc szkla sie zmniejsza, na przyklad grubosc konca goracej masy 31, kierowanej ku wylotowi zbiornika wy¬ noszaca 17 mm zmniejsza sie do 9,8 mm tuz po za¬ trzymaniu swobodnego bocznego przeplywu szkla.Niezwilzane elementy 35 utworzone sa z dwóch szeregów pustych bloków weglowych i zanurzo¬ nych w powierzchni 10 kapieli. Jak przedstawiono na fig. 3, kazdy element 35 uformowany jest wo¬ kól srodkowego kanalu 39 ze stali, o przekroju pro¬ stokatnym. Kanal 39 polaczony jest z ramionami rurowymi 40, które przechodza przez uszczelnione otwory w scianach bocznych 6 konstrukcji zbiorni¬ ka z mozliwoscia regulacji. Ramiona 40 podtrzy¬ muja elementy 35 w wymaganym polozeniu w ka¬ pieli. 5 W celu zwiekszenia niezwilzalnosci powierzch¬ ni weglowych 41 przez zapewnienie minimalnego tarcia miedzy szklem i powierzchniami weglowy¬ mi, w kanale 39 i w ramionach 40 krazy czynnik chlodzacy na przyklad woda. io Aby ulatwic przesuwanie sie ograniczonej war¬ stwy szkla miedzy niezwilzalnymi powierzchniami elementów 35 na krawedziach tasmy szklanej, za¬ mocowano w kanale pare walców 42. Walce brze¬ gowe 42 zamieszczone na walach 43 sa w kanale 15 naprzeciwko siebie, po stronie wewnetrznej blo¬ ków weglowych 35. W przedstawionym na rysun¬ kach wykonaniu, walce brzegowe 42 sa walcami weglowymi chlodzonymi woda; powierzchnie wal¬ ców 42 sa radelkowane i chwytaja górne po- 20 wierzchnie obrzezy warstwy 36 roztopionego'szkla.W przykladzie wykonania wynalazku walce brze¬ gowe 42 zamocowane sa w polowie elementów 35.Jezeli zadane jest, aby sila ciagnaca tasme szkla¬ na byla przyblizona blizej konców elementów 35 25 zwróconych w kierunku wylotu, w których to kon^ cach temperatura szkla zawiera sie w zakresie 950°—1000°C, wówczas stosuje sie walce brzegowe z zebami obwodowymi, chwytajacymi obrzeza go¬ racego szkla. Walce te napedzane sa w taki sam 30 sposób jak walce brzegowe 42.Mozna zastosowac kilka par walców brzegowych, na przyklad oprócz walców 42 mozna zastosowac blizej konca kanalu pare walców zebatych.Przed doplynieciem szkla do konca kanalu, zo- 35 staje ono ochlodzone za pomoca urzadzen 46 do regulowania temperatury, umieszczonych w kapieli i urzadzen 47 umieszczonych w przestrzeni górnej ponad kapiela, tak ze temperatura szkla wynosi okolo 900°C. W tej temperaturze lepkosc szkla jest 40 taka, ze szklo nie rozplywa sie na boki,po przesu¬ nieciu sie tasmy poza konce elementów 35. Szklo przesuwane jest nastepnie naprzód wzdluz kapieli i chlodzone jest za pomoca chlodnic 48 umieszczo¬ nych w kapieli i chlodnic 49 umieszczonych w prze- 45 strzeni górnej, do chwili gdy stanie sie dostatecz¬ nie sztywne, aby mozna go zdjac z kapieli jako go¬ towa tasme 21 szkla o wymaganej grubosci.Sila pociagowa, przylozona do tasmy przez walki przenoszace 22 i 23 i przez walki brzegowe 42 moze 50 byc dostateczna, aby przesuwac naprzód tasme szkla wzdluz kanalu miedzy ogranicznikami, nie zmniejszajac przy tym jej grubosci ponizej gru¬ bosci warstwy roztopionego szkla 32 po ogranicze¬ niu swobodnego bocznego przeplywu szkla. Jed- 55 nakze sile pociagowa, przykladana przez walki ciagnace, mozna tak regulowac, aby mozna bylo* zmniejszyc grubosc tasmy. Na przyklad pod¬ czas przesuwania warstwy naprzód wzdluz kanalu mozna zmniejszyc jej grubosc przez rozciaganie eo walkami ciagnacymi z 9,8 mm do 9,5 mim; w re¬ zultacie, gotowa tasma szkla 21, usuwana z ka¬ pieli ma grubosc równa okolo 9,5 mm.Szybkosc wyjsciowa tasmy szklanej przy wylocie ze zbiornika wynosila w podanym powyzej! przy- 65 kladzie okolo 1,5 m/min.59319 Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku mozna wytwarzac szklo grubsze, na przyklad o grubosci 12,5 mm lub 15 mm. Uzyskuje sie to za pomoca zmniejszania szybkosci usuwania gotowej tasmy przez walki przenoszace 21, 22 i 23 oraz za pomoca zmniejszania predkosci obrotowej walków brzego¬ wych 42 tak, aby miedzy elementami 35 utrzymy¬ wana byla grubsza warstwa szkla. PL