Uprawniony z patentu: Pilkington Brothers Limited, Liverpool (Wielka Brytania) Sposób hartowania szkla oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób hartowania szkla, zwlaszcza hartowania wyrobów ze szkla plaskie¬ go i wygietego na przyklad szkla na szyby przednie pojazdów mechanicznych, swiatla boczne i tylne oraz szkla do okien samolotowych, oraz urzadzenie do sto¬ sowania tego sposobu.Znane sposoby hartowania szkla polegaja na szyb¬ kim chlodzeniu szkla z temperatury hartowania w ce¬ lu wytworzenia wyrobu szklanego majacego zwiekszo¬ na wytrzymalosc na rozciaganie przez wywolanie na¬ prezenia sciskajacego na powierzchni szkla i napreze¬ nia rozciagajacego w jego srodku. Zazwyczaj chlodze¬ nie jest przeprowadzane przez skierowanie gazowego czynnika chlodzacego na powierzchnie szkla. Wada znanego sposobu hartowania szkla jest to, ze nie¬ mozliwe jest uzyskanie wysokiego stopnia zahartowania szkla, szczególnie przy hartowaniu cienszego szkla, to jest o grubosci 3 mm i ponizej, poniewaz szybkosc od¬ prowadzania ciepla z powierzchni szkla przez konwen¬ cjonalne chlodzenie powietrzem jest niewystarczajaca do wytworzenia zadowalajacego naprezenia sciskajacego.Natomiast chlodzenie szkla w osrodku intensywnie chlodzacym, jak ciecz, powoduje pekanie szkla.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu harto¬ wania szkla, z zastosowaniem duzej predkosci odpro¬ wadzania ciepla ze szkla poprzez intensywne chlodze¬ nie, na przyklad w osrodku cieklym.Zadaniem, które nalezalo rozwiazac dla osiagniecia tego celu jest unikniecie, przy duzej szybkosci chlo- 10 15 20 25 30 dzenia szkla w osrodku cieklym, nieodlacznie zwiaza¬ nego z tym zjawiska pekania szkla.Zadanie to zostalo rozwiazane przez opracowanie sposobu hartowania szkla, zgodnie z którym szklo chlodzi sie w cieczy po uprzednim chlodzeniu go za pomoca strumieni chlodzacego gazu. Przed ciaglym, postepowym zanurzaniem arkusza szkla w cieczy ozie¬ biajacej, strumienie wspomnianego gazu chlodzacego kieruje sie na przeciwlegle powierzchnie arkusza, a in¬ tensywnosc wstepnego chlodzenia ustala sie tak, aby zapewnic powstanie gradientu temperatury miedzy po¬ wierzchnia szkla i jego srodkiem przy jednoczesnym zachowaniu temperatury szkla wyzszej od temperatury, przy której wystepuja w szkle naprezenia.Zaleta powyzszego sposobu hartowania w kolejno dwu osrodkach chlodzacych: gazie i cieczy, jest to, ze uzyskuje sie wyroby o wysokich wlasciwosciach wytrzymalosciowych a jednoczesnie unika sie niebez¬ pieczenstwa pekania, szkla, co zachodzi zwykle przy bezposrednim zanurzeniu arkusza szkla w cieklym osrodku chlodzacym.Przy hartowaniu artykulów ze szkla sodowo-wapnio- wo-krzemowego, szklo jest ogrzewane do poczatkowej temperatury w zakresie 620°C do 760°C, a poczatkowe oziebianie obniza temperature powierzchni szkla do temperatury w zakresie 560° do 640°C, przy utrzymy¬ waniu rdzenia szkla w temperaturze bliskiej tempera¬ tury poczatkowej szkla.Proces moze przebiegac pionowo, przy czym szklo przechodzi wówczas przez pionowy piec, uklad dmu- 6982969829 chaw i wanne hartownicza ulozone pionowo, a bezpo¬ srednio pod obszarem, gdzie pary zimnego gazu wy¬ woluja wstepnie oziebienie powierzchni szkla, usytuo¬ wana jest kapiel hartownicza z plynu chlodzacego.Gdy do wstepnego oziebiania szkla stosuje sie pary zimnego gazu, pierwszym osrodkiem oziebiajacym mo¬ ze byc struga rozpylonej cieczy, kierowana symetrycz¬ nie na powierzchnie szkla na przyklad struga rozpy¬ lonej wody.Wynalazek ma zastosowanie zwlaszcza do hartowa¬ nia szkla sodowojwapniowo^krzemowego o grubosci w zakresie 0,75 mm do 10 mm, sposobem zawierajacym ogrzewanie szkla do temperatury bliskiej jego tempe¬ ratury mieknienia, przejscie szkla ze stala predkoscia pomiedzy zimnymi parami gazu w ciagu czasu odpo¬ wiedniego dla oziebienia powierzchni szkla do tempe¬ ratury w zakresie 560° do 640°C oraz bezposrednie zanurzenie szkla z ta predkoscia w chlodzacym plynie w celu zahartowania szkla.Przy kapieli hartowniczej, która jest uzywana w dru¬ gim etapie intensywnego hartowania, zazwyczaj wspól¬ czynnik przenoszenia ciepla od kapieli do szkla wyno¬ si 0,0035 do 0,06. Kapiel te moze stanowic olej, na przyklad olej smarowy lub olej roslinny. W pewnych przypadkach moze byc uzywany roztopiony metal, na przyklad roztopiona cyna lub roztopiony stop cynowy.Arkusze wygietego, hartowanego szkla moga byc wy¬ twarzane sposobem wedlug wynalazku przez ogrzewa¬ nie arkusza plaskiego szkla do temperatury bliskiej je¬ go temperatury mieknienia oraz wyginanie arkusza do pozadanej krzywizny przed poddaniem arkusza wstep¬ nemu oziebianiu.Stwierdzono, ze wewnetrzne naprezenia rozciagajace w hartowanym szkle moga byc w pewnym zakresie z góry okreslone przez poczatkowa temperature szkla przy danym zespole warunków wstepnego oziebiania oraz przy danej predkosci przesuwu szkla w czasie wstepnego chlodzenia i podczas hartowanaia. Odkryto, ze wytwarzane w szkle naprezenia rozciagajace moga byc zmieniane od 70 kG/cm2—90 kG/cm2 na kazde 10°C róznicy poczatkowej temperatury szkla.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do harto¬ wania szkla, zawierajace elementy do przenoszenia szkla ze stanowiska ogrzewania poprzez stanowisko wstepnego oziebiania do stanowiska hartowania, w którym szklo jest hartowane w cieczy hartowniczej, oraz zawierajace pionowy piec z otwartym dnem i szczypce do zaczepiania szkla zawieszone w piecu na poprzeczce. Istota wynalazku polega na tym, ze urza¬ dzenie zawiera prowadnice do prowadzenia elementów podtrzymujacych szklo, laczace piec z wanna hartowni¬ cza i dmuchawami umieszczonymi pomiedzy piecem i wanna hartownicza w bezposrednim jej poblizu.Urzadzenie zawiera elementy napedowe do porusza¬ nia elementów podtrzymujacych szklo wzdluz prowad¬ nic ze stala predkoscia, w celu przesuwania goracego szkla z kontrolowana, stala predkoscia pomiedzy dmu¬ chawami i nastepnie w kapieli hartowniczej.Urzadzenie wedlug wynalazku korzystnie zawiera slizgi umieszczone na poprzeczce, które sa przesuwane po prowadnicach, oraz elementy opuszczania polaczo¬ ne z poprzeczka, w celu opuszczania tej poprzeczki ze stala predkoscia wzdluz prowadnic.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ lo 15 20 30 35 40 45 50 55 60 65 stawia schematycznie urzadzenie do hartowania arku¬ szy szkla, w przekroju pionowym, fig. 2 — wciagarke w przekroju pionowym, fig. 3 — wciagarke w prze¬ kroju wzdluz linii III—III na fig. 2, fig. 4 roz¬ mieszczenie dysz na jednej z dmuchaw zastosowanych we wciagarce z fig. 2 i 3, fig. 5 — schematycznie wy¬ ginanie arkuszy plaskiego szkla przed hartowaniem.Na fig. 1 jest pokazany schematycznie poziomy prze¬ nosnik 1 do przenoszenia plaskich arkuszy szkla 2, po¬ ziomo przez boczny otwór do pionowego pieca 3, po¬ siadajacego pionowe sciany boczne, w których zamon¬ towane sa elektryczne grzejne elementy 4. Arkusz szkla 2 jest zawieszony w poblizu jego górnej krawedzi za pomoca szczypiec 6 w znany sposób, a szczypce 6 sa podwieszone do przenosnika linami 5, z których zosta¬ la pokazana tylko jedna, przy czym liny te sa dola¬ czone do wciagarki pokazanej dokladniej na fig. 2 i 3.Praca wciagarki jest stosowana w ten sposób, ze arkusz szkla moze byc szybko opuszczany z kontrolowana stala predkoscia.W pionowym piecu 3 grzejny element 4 ogrzewa ar¬ kusze szkla do podwyzszonej temperatury bliskiej tem¬ peratury mieknienia szkla. Zazwyczaj przy hartowaniu plaskiego arkusza szkla z mieszaniny sodowo-wapnio- wojkrzemowej, szkk jest ogrzewane do temperatury okolo 690°C. Moga tez byc stosowane wyzsze tempe¬ ratury, na przyklad temperatura szkla moze byc pod¬ niesiona do 760°C. W niektórych przypadkach, gdzie wymagany jest nizszy stopien zahartowania wystarcza podgrzanie szkla do temperatury poczatkowej zaledwie 620°C.Dno pieca 3 jest otwarte, tak ze ogrzane szklo moze byc szybko opuszczane z pieca. W dnie pieca moga byc w znany sposób zamontowane drzwi. W dolnej czesci pieca stosuje sie zageszczenie grzejnych elemen¬ tów 4 dla umozliwienia równomiernego ogrzania szkla na calej jego wysokosci oraz dla wytworzenia uszczel¬ nienia goracego gazu w otwartym dolnym wylocie pie¬ ca, który to gaz ma wyzsza temperature niz gaz wy¬ pelniajacy reszte pieca. Zazwyczaj temperatura w dol¬ nym otwartym koncu pieca jest rzedu 790°C. Jezeli to uszczelnienie goracym gazem jest skuteczne, nie jest konieczne zamykanie dolu pieca.Bezposrednio pod dolnym wylotem pieca 3 sa zain¬ stalowane dwie pionowe dmuchawy. Dmuchawy te sa identyczne i umieszczone równolegle po obu stronach pionowej drogi opuszczania z pieca, arkusza szkla 2.Kazda z dmuchaw posiada zlozone w szachownice wy¬ lotowe dysze 8, a dysze obu dmuchaw sa ustawione przemiennie w stosunku do siebie, tak ze dysze jednej dmuchawy nie sa ustawione naprzeciw dysz drugiej dmuchawy. Oba uklady dysz sa dolaczone do zródla oziebiajacego gaz, zazwyczaj sprezonego powietrza o temperaturze otoczenia.W przykladzie rozwiazania zilustrowanym na fig. 1 wysokosc dmuchaw jest nieco wieksza niz wysokosc arkusza szkla 2 i jest tak dobrana do predkosci obni¬ zania arkusza szkla, ze arkusz goracego szkla jest poddawany dokladnie kontrolowanemu wstepnemu ozie¬ bianiu podczas opisanego ponizej obnizania ze stala predkoscia pomiedzy dmuchawami 7.Podczas przejscia szkla pomiedzy dmuchawami tem¬ peratura jego powierzchni jest obnizana do takiej war¬ tosci, przy której nie wystepuje deformacja powierzen-5 ni szkla ani jego pekniecia podczas kolejnego inten¬ sywnego chlodzenia w kontakcie z plynem chlodzacym.Na przyklad przy hartowaniu zwyklego szkla sodo- wo-wapniowo-krzemowego powierzchnie szkla sa ozie¬ biane do temperatury w zakresie 560° do 640°C. Szyb¬ kie przejscie pomiedzy dmuchawami powoduje znaczne oziebienie powierzchni szkla oraz pozostawienie srod¬ ka arkusza sizkla w temperaturze bliskiej temperatury uzyskiwanej w piecu 3 talk, ze gdy szklo przechodzi ponizej dolnej krawedzi dmuchaw wystepuje w nim okreslona róznica temperatur pomiedzy srodkiem a po¬ wierzchnia szkla. Wystepuje wiec spadek temperatury w obszarach powierzchniowych szkla.Hartownicza wanna 10 zawierajaca kapiel 11 cieczy hartowniczej jest umieszczona bezposrednio pod dmu¬ chawami. Urzadzenie jest skonstruowane w ten sposób, ze dolne dysze 8 dmuchaw 7 sa polozone jak najbli¬ zej powierzchni 12 kapieli plynu chlodzacego, tak, ze gdy szklo opuszcza otoczenie chlodzace powietrza kie¬ rowanego na jego powierzchnie przez dmuchawy 7, jest ono natychmiast zanurzane w chlodzaoej kapieli 11.Glebokosc kapieli 11 jest wieksza niz wysokosc arku¬ sza szkla 2.Chlodzacy plyn w kapieli 11 posiada wspólczynnik przenikania ciepla w stosunku do szkla w zakresie 0,0035 do 0,06 kalorii.cm—2.0°C—!-sek—i. Jak wiado¬ mo, ten wspólczynnik wymiany ciepla okresla szyb¬ kosc wymiany ciepla pomiedzy szklem a plynnym osrodkiem chlodzacym na jednostke róznicy tempera¬ tur i na jednostke powierzchni.Odpowiednimi osrodkami chlodzacymi sa oleje oraz niektóre metale i stopy o niskiej temperaturze top¬ nienia. Moga byc z powodzeniem uzywane oleje ros¬ linne, olej rycynowy, olej kuchenny, olej transformato¬ rowy, olej o niskiej wymianie ciepla.Moze byc uzywana stopiona cyna i stopy cyny, na przyklad stopy•cynanolów i cyna-bizmut, az do tempe¬ ratury okolo 400°C. Przy stosowaniu stopionych me¬ tali loraz przy stosowaniu wysokiego cisnienia dmuchu jest dogodne utrzymywanie obojetnej, lub nieznacznie redukcyjnej atmosfery otaczajacej kapiel hartownicza, na przyklad azotu lub azotu z 5% wodoru. Atmosfera taka moze byc wprowadzana przez dmuchawy jako gaz oziebiajacy.Naprezenia wytwarzane w hartowanym szkle sa uza¬ leznione od temperatury kapieli, która jest utrzymy¬ wana na pozadanej wysokosci przez regulatory tempe¬ ratury. Stwierdzono, ze temperatura kapieli w przy¬ padku uzycia oleju powinna zawierac sie pomiedzy temperatura otoczenia a temperatura okolo 60°C.Arkusz sizkla 2 jest ogrzewamy W piecu 3 do tempe¬ ratury bliskiej temperatury mieknienia, ma przyklad przy szkle sodowo-wapmiowo-krzemowym, do tempera¬ tury 720°C i szklo jest nastepnie szybko opuszczane ze stala predkoscia, w zakresie na przyklad 10 do 20 cm/sekunde pomiedzy dmuchawami 7, gdzie zimny gaz padajacy na przeciwlegle strony arkusza sizkla powo¬ duje wstepne oziebianie powierzchni arkusza do tem¬ peratury w zakresie 560°C do 640°C. Stopien ochlo¬ dzenia powierzchni szkla moze byc zmieniany przez regulowanie objetosciowego natezenia wyplywu chlo¬ dzacego gazu na powierzchnie szkla i predkosci obni¬ zania szkla pomiedzy dmuchawami. 69829 6 Kazdy punkt szkla przechodzi pomiedzy dmuchawa¬ mi w przeciagu okolo 1 sekundy, przy czym szklo jest opuszczane w sposób ciagly, najlepiej ze stala predkos¬ cia, z pomiedzy dmuchaw do kapieli hartowniczej. Tym 5 niemniej predkosc opuszczania szkla moze byc równiez zmieniana skokowo po opuszczeniu dmuchaw przez górna krawedz szkla a zanim dolna jego krawedz osiagnie plyn hartowniczy tak, ze szklo podczas wstep¬ nego oziebiania przechodzi pomiedzy dmuchawami z 10 jedna stala predkoscia, a wchodzi w plyn chlodzacy z inna predkoscia.Duza predkosc przenikania ciepla ze szkla do plynu chlodzacego zapewnia natychmiastowe hartowanie po¬ wierzchniowo oziebionego szkla, gdy tylko powierzch- 15 nie szkla wchodza w kontakt z plynem.Po hartowaniu zimny arkusz szkla jest wyciagany z kapieli 11 i przenoszony na stanowisko mycia, a na¬ stepnie uwalniany ze szczypiec.^ W procesie ciaglym kolejnego hartowania arkuszy szkla kazdy arkusz hartowanego szkla jest przesuwany ze swej pionowej drogi jeszcze w kapieli hartowniczej, aby zwolnic droge dla hartowania kolejnego arkusza, a nastepnie jest wyciagany z kapieli i przenosizony na 25 stanowisko mycia.Praktyczny przyklad rozwiazania urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony na fig. 2 do 4.Jak pokazano na fig. 2 i 3 na podlodze 14 warszta¬ tu zastosowane sa naroznikowe kolumienki 13, a 30 wierzcholki kolumienek sa polaczone ze soba prosto¬ katna rama 15.Pomiedzy naroznikowymi kolumienkami na mniej wiecej polowie wysokosci urzadzenia znajduje sie ply¬ ta 16 ze szczelina, lezaca na poprzecznych belkach 17, 35 które sa zamocowane pomiedzy kolumienkami 13. Ply¬ ta 16 stanowi podstawe pionowego pieca hartownicze¬ go, majacego sciany 19, boczne sciany 18 i strop 20.Sciany 18 i 19 oraz strop 20 sa wykonane ze zwyklego ogniotrwalego materialu, a dól pieca jest otwarty. Dol- 40 ny otwór stanowi centralna wydluzona szczelina 21 w plycie podstawy. Otwór ten moze byc zamykany kla¬ pami znanej konstrukcji które nie zostaly pokazane. W omawianym przykladzie pionowy piec ma ksztalt wy¬ dluzony tak, aby ogrzewanie arkusza plaskiego szkla 45 bylo jednakowe.Arkusz szkla 2 jest podtrzymywany w piecu przez szczypce 22, które chwytaja górne obrzeza arkusza.Szczypce 22 sa zawieszone na poprzeczce 23 laczacej pólcyHndryczne slizgi 24, które przesuwaja sie po pro¬ wadnicach 25. Slizgi 24 sa zamocowane na koncach po¬ przeczki 23.W poblizu kazdego konca poprzeczki znajduje sie ucho 27. Poprzeczka jest zawieszona na stalowych li¬ nach 28 przymocowanych do uszu 27 i zwinietycti na wyciagowych bebnach 29, które sa zamocowane na koncach wspólnej osi 30. Os 30 obraca sie W lozyskach 31 przymocowanych do podpartej plyty 32 zamontowac nej na górnej ramie 15 urzadzenia. Bebny sa obraca¬ ne przez elektryczny silnik 3S, a szybkosc silnika 33 jest kontrolowana tak, aby utrzymywac stala predkosc odwijania metalowych lin 28 z bebnów 29, a tym sa¬ mym stala predkosc opuszczania arkusza poprzez piec i ponizej. Stalowe liny 28 przechodza przez otwory 34 wykonane w stropie 20 pieca. Otwory te sa tak duze,69829 aby umozliwic przechodzenie stalowych lin bez zbyt duzej stnaty ciepla w piecu.Elektryczne elementy 4 grzejne zamontowane po obu stronach pieca na fig. 1, na fig. 2 i 3 nie sa poka¬ zane.Prowadnice 25 sa pretami stalowymi o przekroju ko¬ lowym i sa przymocowane górnymi koncami do po¬ przecznych belek 55, które przebiegaja poprzez rame 15 na wierzcholku urzadzenia.Prowadnice 25 sa zamocowane w otworach 36 stropu 20 pieca i przechodza pionowo przez piec. Na swoich dolnych koncach prowadnice 25 sa przymocowane do wsporników 37, które sa przytwierdzone do boków wanny 10.Dolna czesc urzadzenia jest obudowana bocznymi plytami 38.Tuz pod dolna plyta 16 pieca jest zamontowana pa¬ ra dmuchaw 7, z których kazda jest podtrzymywana przez komore 39 sprezonego powietrza, do której do¬ laczony jest zasilajacy kanal 40. Kazda dmuchawa 7 ze swoja komora 39 jest podtrzymywana pomiedzy bocznymi wspornikami 40, które w poblizu swoich dolnych konców posiadaja przymocowane do blaszek kolo 41. Kola te poruszaja sie po szynach 42, które sa przymocowane na koncach do poprzecznych belek roz¬ ciagajacych sie pomiedzy kolumienkami. Na szynach 42 znajduje sie umieszczony w srodku dystansowy blo¬ czek 40a, który ogranicza dosrodkowe przesuwanie dmuchaw, tak, ze sa one ustawione w dokladnie rów¬ nej odleglosci po obu stronach drogi obnizania arku¬ sza szkla. Dzieki takiemu rozwiazaniu dmuchawy mo¬ ga byc indywidualnie przesuwane w ten sposób, ze sa one ustawione w dokladnie równej odleglosci po obu stronach drogi opuszczania arkusza szkla 2 okreslonej przez prowadnice 25, a wiec obie powierzchnie gorace¬ go arkusza szkla poddawane sa takiej samej obróbce wstepnego oziebiania podczas opuszczania arkusza ze stala predkoscia pomiedzy dmuchawami. Strona czolo¬ wa kazdej dmuchawy ma budowe symetrycznego ukla¬ du rozstawionych w szachownice dysz 8 dmuchowych, jak to pokazano na fig. 2 i 3, a dokladniej zilustro¬ wane na fig. 4. Kazda dysza posiada srednice wew¬ netrzna 3. mm, a srednica zewnetrzna wynosi zazwy¬ czaj 6 mm. Dysze wystaja na zewnatrz strony czolo¬ wej dmuchawy na odleglosc okolo 2,5 mm, a rzedy dysz sa oddalone od siebie o okolo 2 cm. Wskazane jest ustawienie wylotów dysz w odleglosci okolo 3,8 cm od drogi obnizania powierzchni szkla, a dmuchawy «a tak skonstruowane, ze dysze nie sa ustawione naprze¬ ciw siebie.Gaz oziebiajacy, zazwyczaj powietrze, jest dostar¬ czany przez kanal 40 pod cisnieniem w zakresie 0,030 do 0,050 kG/cm2 i to zapewnia szybkosc wyplywu chlodzacego gazu z dysz 8, która powoduje wytworze¬ nie takiego spadku temperatury od powierzchni do wnetrza szkla, to jest oziebienie powierzchni szkla do temperatury w zakresie 560° do 640°C przy jednoczes¬ nym utrzymywaniu rdzenia szkla w temperaturze bli¬ skiej jego temperatury poczatkowej, ze podczas dal¬ szego kontaktowania szkla z plynem chlodzacym nie nastepuje deformacja powierzchni ani pekniecia szkla.Górne krawedzie dmuchaw 7 sa umieszczone jak naj¬ blizej wylotu 21 pieca, dzieki czemu po wyjsciu z pie¬ ca szklo natychmiast wchodzi w strumien chlodzacego powietrza, uchodzacego z górnej czesci dmuchaw. W ten sposób oziebienie wstepne zaczyna sie bez opóz¬ nienia.Bezposrednio po opuszczeniu dmuchaw szklo jest 5 hartowane przez zanurzenie w chlodzacej kapieli 11.Wanna hartownicza ma ksztalt wydluzony o przekroju poprzecznym dobranym do wylotu 21 pieca.Chlodzacy plyn, jak opisano powyzej, zazwyczaj olej wypelnia wanne tak, ze powierzchnia 12 plynu 10 znajduje sie jak najblizej górnej krawedzi wanny, przy czym nalezy uwzglednic podnoszenie sie poziomu ply¬ nu przy zanurzeniu arkusza szkla.Temperatura plynu w wannie jest regulowana za po¬ moca nurkowego grzejnika 44 umieszczonego w dole 15 wanny oraz za pomoca cyrkulacji plynu przez, nie po¬ kazana na rysunku, zewnetrzna chlodnice znanego ro¬ dzaju. W jednej ze scian bocznych wanny jest zamon¬ towane mieszadlo 45 obracane przez silnik 46. Poka¬ zane mieszadlo jest krazkiem z promieniowymi lopat- 20 kami 42 i jest przeznaczone do mieszania plynu chlo¬ dzacego przed hartowaniem arkusza szkla.Wanna 10 jest zamontowana na podtrzymujacej ply¬ cie 48 i przymocowana do tej plyty katownikami 49.Plyta 48, jest osadzona pomiedzy bocznymi belkami 25 50, na których sa zamontowane kólka 51. Kólka 51 poruszaja sie po szynach 52 zamontowanych pomiedzy bocznymi kolumienkami 13. Uklad taki pozwala na dokladne ustawienie wanny hartowniczej w stosunku do wylotu 21 pieca, dmuchaw 7 i prowadzacych szyn 30 25 w polozeniu prawidlowym dla przyjmowania gora¬ cych arkuszy szkla.Prowadnice 25 sa umieszczone pionowo na zewnatrz dmuchaw 7 i wanny 10, a w dolnym skrajnym poloze¬ niu poprzeczki 23, szczypce 22 sa calkowicie zanurzo- 35 new plynie chlodzacym, tak, ze arkusz szkla jest cal¬ kowicie zanurzony zanim poprzeczka 23 dotknie gór¬ nej krawedzi wanny 10.Dokladne regulowanie teemperatury plynu chlodza¬ cego dokonuje sie przez selektywne dzialanie nurko- 40 wego grzejnika 44 oraz ukladu chlodzacego i kiedy uzywa sie oleju, temperatura kapieli jest zazwyczaj w zakresie pomiedzy temperature otoczenia a temperatu¬ ra 60°C.Cala dolna czesc urzadzenia pod plyta 16 podstawy pieca jest obudowana bocznymi plytami 38 w celu utworzenia komory zawierajacej dmuchawy i hartow¬ nicza wanne 10. Komore te wypelnia doprowadzany przez dmuchawy gaz wstepnie oziebiajacy, dla którego wylotowy kanal 49 stanowi czesc obudowy. Kanal 49 jest dolaczony w znany sposób do wentylatora.W ten sposób wokól wanny hartowniczej moze byc utrzymywana obojetna lub lekko redukcyjna atmosfera azotu lub mieszanki azotowo-wodorowej chociaz za¬ zwyczaj jako gaz do wstepnego oziebiania szkla uzy¬ wane jest powietrze.Naprezenia wprowadzane do arkusza szkla zaleza od grubosci szkla, temperatury poczatkowej szkla w pie¬ cu, szybkosci oziebiania szkla podczas przechodzenia 60 pomiedzy dmuchawami, predkosci obnizania szkla na calej drodze przejscia, temperatury plynu chlodzacego i wlasnosci fizycznych plynu chlodzacego.Ponizej zostanie obecnie podanych kilka przykladów hartowania szkla o róznej grubosci w zakresie od 65 0,8 mm do 6 mm. 45 50 5569829 10 W przykladach I do XI w celu otrzymania wielkosci porównawczych, arkusze szkla o powierzchni 25 cm2 i o róznych grubosciach byly ogrzewane w omówionym urzadzeniu do róznych temperatur i wszystkie byly hartowane w tym samym plynie hartowniczym. 5 Przyklad I. Arkusz szkla sodowo-wapniowo-krze- mowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 2 mm jest zawieszony na szczypcach 22 i ogrzewany w piecu do temperatury okolo 680°C. Temperatura scian pieca, dla osiagniecia tej temperatury szkla, wynosi okolo 750°C. 10 Mieszadlo 45 pracuje w wannie hartowniczej, a tem¬ peratura plynu chlodzacego ma wartosc okolo 45°C.Gdy arkusz szkla osiaga pozadana temperature, mie¬ szadlo jest wylaczone, a oziebiajace powietrze jest do¬ prowadzane do dmuchaw, zas silnik 33 jest wlaczony 15 dla opuszczenia arkusza szkla 2 z kontrolowana stala predkoscia 15 cm/sekunde. Ta stala predkosc jest utrzymywana podczas obnizania szkla az do calkowi¬ tego zanurzenia w plynie chlodzacym.Dmuchawy 7 maja wysokosc okolo 13 cm, a zimne 2o powietrze jest dostarczane do nich pod cisnieniem 0,035 do 0,040 kG/cm2. Koncówki dysz sa utrzymywa¬ ne w odstepie okolo 3,8 cm od powierzchni szkla, podczas przechodzenia pomiedzy dmuchawami, wywo¬ luje róznice temperatur 60°C pomiedzy srodkiem a 15 powierzchniami szkla. Temperatura powierzchni szkla wynosi okolo 620°C.Po zanurzeniu ze stala predkoscia 15 cm/sekunde w oleju chlodzacym, szklo pozostaje w wannie w ciagu okolo 30 sekund, a nastepnie jest wyciagane i myte.Ustalono, ze szklo o grubosci 2 mm ma wytrzyma¬ losc na rozciaganie 1900 kG/cm2 do 1950 kG/cm2 oraz wewnetrzne naprezenia rozciagajace 630 kG/cm2.Powierzchnie szkla byly wolne od znieksztalcen, znieksztalceniom goracego szkla podczas hartowania w oleju chlodzacym zapobiezono przez wstepne kontrolo¬ wanie oziebienia powierzchniowego dokonywanego pod¬ czas przejscia szkla ze stala predkoscia w dól pomiedzy dokladnie i symetrycznie rozmieszczonymi dmucha¬ wami. 40 Przyklad II. Podobny arkusz szkla o powierzch¬ ni 25 cm2 i grubosci 2 mm zostal podgrzany w piecu do temperatury 660°C i opuszczony z predkoscia 15 cm/sekunde przy takim samym wstepnym oziebie¬ niu pomiedzy dmuchawami i w tej samej kapieli har- 45 towniczej o temperaturze 45°C, jak w przykladzie I.Wstepne oziebianie obnizylo temperature powierzch¬ niowa szkla do 600°C, a wytrzymalosc na rozciaganie wynosila okolo 1900 kG/cm2, zas wewnetrzne napreze¬ nie rozciagajace wynosilo okolo 420 kG/cm2. 50 Przyklad III. Arkusz szkla sodowo-wapniowo- -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 2 mm zostal ogrzany do temperatury 690°C i oziebiony przez doprowadzenie oziebiajacego powietrza do dmuchaw pod cisnieniem 0,030 kG/cm2. Szklo bylo obnizane z 55 predkoscia 25 cm/sekunde, pomiedzy dmuchawami do kapieli hartowniczej stwierdzono, ze hartowane szklo posiada wytrzymalosc na rozciaganie 2100 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace 700 kG/cm2. -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 2 mm 6° Przyklad IV. Arkusz szkla sodowo-wapniowo- zostal ogrzany w piecu do temperatury 660° i obnizany z predkoscia 15 cm/sekunde pomiedzy dmuchawami, do których bylo doprowadzane oziebiajace powietrze pod cisnieniem 0,030 kG/cm2. Po hartowaniu w kapieli har- 65 towniczej stwierdzono, ze wytrzymalosc na rozciaganie szkla wynosi 1820 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace szkla wynosi 560 kG/cm2.Przyklad V. Arkusz szkla sodowo-wapniowo- -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 2 mm zostal ogrzany do temperatury 640°C i nastepnie obni¬ zany z predkoscia 25 cm/sekunde pomiedzy dmuchawa¬ mi, które byly zasilane zimnym powietrzem pod cis¬ nieniem 0,023 kG/cm2. Wstepne oziebienie obnizylo temperature powierzchniowa szkla do 580°C i szklo bylo bezposrednio zanurzone w kapieli hartowniczej o temperaturze 45°C. Wytrzymalosc na rozciaganie szkla wynosila 1820 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie roz¬ ciagajace wynosilo 560 kG/cm2.Przyklad VI. Arkusz szkla sodowo^wapniowo- -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 4 mm zostal ogrzany do temperatury 700°C i oziebiony pod¬ czas przechodzenia pomiedzy dmuchawami z predkos¬ cia 15 cm/sekunde, przez strumienie chlodzacego po¬ wietrza dostarczanego pod cisnieniem 0,005 kG/cm2.Temperatura powierzchniowa szkla spadla do 620°C, podczas gdy rdzen szkla pozostal w temperaturze nieco ponizej 700°C. Po wstepnym oziebieniu szklo zostalo natychmiast zahartowane w tej samej kapieli hartow¬ niczej o temperaturze 45°C i wytworzone szklo harto¬ wane mialo wytrzymalosc na rozciaganie 2250 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace 700 kG/cm2.Przyklad VII. Arkusz szkla sodowo-wapniowo- -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 6 mm zostal ogrzany w piecu do temperatury 700°C, a tem¬ peratura kapieli hartowniczej wynosila 40°C. Arkusz szkla byl obnizany ze stala predkoscia 10 cm/sekunde, a oziebiony azot byl dostarczany do dmuchaw pod cis¬ nieniem 0,01 kG/cm2. Po zahartowaniu stwierdzono, ze wytrzymalosc szkla na rozciaganie wynosila 2450 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace w szkle wynosilo 840 kG/cm2.Przyklad VIII. Podobny arkusz szkla sodowo- -wapniowo-krzemowego o grubosci 6 mm zostal ogrza¬ ny do temperatury 700°C i obnizany ze stala predkos¬ cia 20 cm/sekunde. Oziebiajace powietrze bylo dostar¬ czane do dmuchaw pod cisnieniem 0,007 kG/cm2, a po zahartowaniu w kapieli hartowniczej o temperaturze 30°C szklo mialo wytrzymalosc na rozciaganie 3350 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace wynosi¬ lo 840 kG/cm2.Przyklad IX. Arkusz szkla sodowo-wapniowo- -krzemowego o powierzchni 25 cm2 i grubosci 6 mm zostal ogrzany do temperatury 700°C, a temperatura kapieli hartowniczej wynosila 30°C.Szybkosc opuszczania szkla wynosila 15 cm/sekunde a oziebiajace powietrze bylo dostarczane do dmuchaw pod cisnieniem 0,007 kG/cm2. Wytrzymalosc na roz¬ ciaganie hartowanego szkla wynosila 2800 kG/cm2, a wewnetrzne naprezenie rozciagajace w szkle wynosilo 770 kG/cm2.Przyklad X. Arkusz szkla o powierzchni 25 cm2 i grubosci 6 mm zostal ogrzany do temperatury 740°C i opuszczony z predkoscia 25 cm/sekunde pomiedzy dmuchawami, które byly zasilane oziebiajacym azotem pod cisnieniem 0,015 kG/cm2. To obnizylo temperature powierzchniowa szkla do 640°C i szklo zostalo natych¬ miast zahartowane w kapieli hartowniczej. Wytrzyma¬ losc szkla na rozciaganie wynosila 4350 kG/cm2, a69829 11 wewnetrzne naprezenie rozciagajace wynosilo 1120 kG/om2.W sposób podobny do przykladu X moze byc harto¬ wane nawet grubsze szklo, ma przyklad o grubosci do 8 mm lub 10 mm w celu wytworzenia bardzo wyso¬ kiego stopnia kompresji powierzchniowej w silnie har¬ towanym szkle.Przyklad XI. Arkusz bardzo cienkiego szkla o o powierzchni 25 cm2 i grubosci 0,8 mm zostal ogrza¬ ny do temperatury 700°C i obnizany z predkoscia oko¬ lo 40 cm/sekunde pomiedzy dmuchawami, które byly zasilane oziebiajacym powietrzem pod cisnieniem 0,0014 kG/cm2. Temperatura powierzchniowa szkla spadla do 620°C podczas, gdy rdzen szkla pozostal w temperatu¬ rze bliskiej temperatury poczatkowej 700°C, a po har¬ towaniu w kapieli hartowniczej o temperaturze 45°C, cienki arkusz szkla posiadal wytrzymalosc na rozciaga¬ nie 1700 kG/cm2 i wewnetrzne naprezenie rozciagajace 560 kG/cm2.Jako plynu hartowniczego mozna równiez uzywac stopionego metalu, na przyklad stopionej cyny, jest to zazwyczaj korzystne przy hartowaniu bardzo cienkiego szkla, jak to pokazano w ponizszym przykladzie.Przyklad XII. Arkusz cienkiego szkla o po¬ wierzchni 25 cm2 i grubosci 0,8 mm zostal ogrzany do poczatkowej temperatury 700°C i nastepnie opuszczo¬ ny ze stala predkoscia 40 cm/sekunde pomiedzy dmu¬ chawami, do których byla doprowadzana mieszanina azotu i wodoru, zawierajaca okolo 5% wodoru. Cisnie¬ nie lekko redukcyjnej atmosfery wynosilo okolo 0,0013 kG/cm2. Temperatura powierzchniowa szkla spadla do okolo 630°C podczas gdy temperatura srod¬ ka szkla pozostala w poblizu temperatury poczatkowej 700°C i nastepnie szklo zostalo natychmiast zaharto¬ wane w kapieli hartowniczej z roztopionej cyny utrzy¬ mywanej w temperaturze 300°C. Wprowadzenie lekko redukcyjnej atmosfery do dmuchaw powodowalo utrzy¬ mywanie kapieli ze stopionej cyny w atmosferze ochronnej, która calkowicie wypelniala przestrzen w dolnej czesci urzadzenia.Wytworzone cienkie hartowane szklo posiadalo wy¬ trzymalosc na rozciaganie 1600 kG/cm2 i wewnetrzne naprezenie rozciagajace 500 kG/cm2.Wyniki te wskazuja, ze temperatura poczatkowa szkla jest waznym czynnikiem regulujacym i stwierdzo¬ no, ze wewnetrzne naprezenie rozciagajace wytwaizane w szkle zmienia sie o okolo 84 kG/cm2 na kazde 10° róznicy temperatury poczatkowej szkla. Dodatkowa re¬ gulacja naprezenia wytwarzanego w szkle jest osiagana przez zmiane szybkosci obnizania szkla i zmiane cis¬ nienia dmuchu w dmuchawach. Zmiana tych czynników ma pewien wplyw na naprezenia wytwarzane w szkle i brana jest pod uwage jako czynnik dokladnego regu¬ lowania procesu.W sposobie wedlug wynalazku moga byc hartowane arkusze szkla gietkiego i wtedy dmuchawy powinny byc uksztaltowane z krzywizna odpowiadajaca krzy- wiznie arkusza szkla, które ma byc hartowane. Przy omawianej konstrukcji, dmuchawy moga byc z latwos¬ cia przesuwane z ich pozycji pracy, w celu wymiany dmuchaw przy zmianie produkcji. Wanna olejowa ma takie wymiary, ze musi byc zastosowana do typowych arkuszy szkla gietkiego, na przyklad gietkich szyb ochronnych. 12 Wynalazek moze byc równiez zastosowany do wy¬ twarzania gietkich hartowanych arkuszy szkla z arku¬ szy szkla plaskiego i taki przyklad rozwiazania wyna¬ lazku jest przedstawiony na fig. 5. Pomiedzy dolem 5 pieca a góra dmuchaw 7 jest umieszczona para tlocz¬ ników ginacych usytuowanych po przeciwnych stronach drogi schodzenia goracych arkuszy szkla. Tloczniki gna¬ ce zawieraja kontaktowy blok 55 utrzymywany na su¬ waku 56 i majacy zakrzywiona czolowa powierzchnie 10 57, która okresla krzywizne wytwarzanego arkusza szkla.Po drugiej stronie drogi szkla znajduje sie gnaca ra¬ ma 58, która jest podtrzymywana przez podpórki 59, na tylnej plycie 60, zamocowanej na suwaku 61. Krzy¬ wizna ramy 58 jest dostosowana do krzywizny po- 15 wierzchni 57 bloku.Te tloczniki gnace oddzialywuja na goracy arkusz szkla 2, który w czasie schodzenia zostaje chwilowo zatrzymany pomiedzy tlocznikami i bezposrednio po zginaniu przechodzi pomiedzy dmuchawami 7. 20 Dotykajace szkla powierzchnie tloczników sa wy¬ konane z materialu, który nie powoduje uszkodzenia szkla, na przyklad wegiel lub azbest, pomimo wysokiej temperatury powierzchni szkla, na przyklad 760°C.Dmuchawy 7 maja zakrzywione powierzchnie dosto- 25 sowane do krzywizny tloczników gnacych, a poza tym maja taka sama konstrukcje jak dmuchawy przedsta¬ wione na fig. 2, 3 i sa rozmieszczone w celu jednoli¬ tego oziebiania powierzchni gietego arkusza, przed za¬ nurzeniem w kapieli hartowniczej. 30 Proces hartowania wedlug wynalazku moze byc prze¬ prowadzany poziomo przez zastosowanie gazowego trzo¬ nu dla podtrzymywania arkusza szkla podczas trwania etapów ogrzewania i wstepnego oziebiania. Kazdy ar¬ kusz szkla, plaski czy zakrzywiony, jest poczatkowo 35 podtrzymywany na poduszce gazowej, która jest wy¬ twarzana pomiedzy arkuszem szkla, a powierzchnia trzonu gazowego, przez który gaz jest dostarczany do podtrzymujacej poduszki i jest z niej odprowadzany.Powyzej sa usytuowane elementy grzejne, aby w pola- 40 czeniu z dzialaniem goracego gazu doprowadzaneigo do poduszki podgrzac jednolicie szklo do pozadanej tem¬ peratury poczatkowej.Podczas tego wstepnego ogrzewania szklo jest posu¬ wane przez styk krawedziowy i przechodzi ono wzdluz trzonu gazowego do stanowiska wstepnego oziebiania, na którym jest utworzona podtrzymujaca poduszka ga¬ zowa przez gaz oziebiajacy, a gaz oziebiajacy jest jed¬ noczesnie kierowany symetrycznie z podtrzymujaca po¬ duszka gazowa, na górna powierzchnie szkla w celu spowodowania wstepnego powierzchniowego oziebienia szkla. Nastepnie szklo jest przesuwane beezposrednio ze stanowiska oziebiania na stanowisko dokladnego kontaktowania powierzchniowego z chlodzacym osrod- 55 kiem, które moze miec postac kadluba z chlodzacym plynem, który w sposób ciagly dostarcza, dokladnego pod wzgledem wymiany ciepla kontaktu z obiema po¬ wierzchniami goracego szkla, w celu zakonczenia har¬ towania szkla. Nastepnie szklo jest przesuwane poza 60 stanowisko hartowania, na stanowisko mycia, po czym jest odprowadzane.Jak opisano wyzej, osrodek chlodzacy, który wytwa¬ rza wysoka szybkosc odprowadzania ciepla ze szkla, tworzy plyn wprowadzony w dokladny kontakt z po- 65 wierzchniami szkla, na przyklad przez zanurzenie go- 4569829 13 raoego szkla w tym plynie. Pozadane hartowanie szkla moze równiez byc osiagniete przez hartowanie kontak¬ towe powierzchni szkla z powierzchniami stalymi ma¬ terialu przewodzacego cieplo, które szybko odprowa¬ dzaja cieplo, symetrycznie z obu stron szkla. W miejsce hartowniczej wanny 10 moga byc przewidziane po¬ wierzchnie chlodzenia kontaktowego, które sa wprowa¬ dzane w kontakt jednoczesnie z obiema powierzchniami szkla, bezposrednio po przejsciu calego arkusza spod dmuchaw.Wynalazek moze byc zastosowany do hartowania artykulów szklanych innych niz plaskie lub wyginane arkusze szkla, na przyklad szklanych pojemników lub formowanych artykulów szklanych takich jak szklane izolatory, wydrazone bloki szklane lub szklane elemen¬ ty konstrukcyjne o specjalnie uksztaltowanych prze¬ krojach, jakie sa stosowane w przemysle budowlanym.Sposobem wedlug wynalazku mozna wytwarzac sil¬ niej hartowane szklo o zwyklym skladzie sodowó-wap- niowo-krzemowym niz jesit to mozliwe przy zastosowa¬ niu znanych metod hartowania. W szczególnosci harto¬ wanie cienkiego szkla o grubosci do okolo 0,75 mm do wysokiego stopnia naprezen bez narazenia na nie¬ bezpieczenstwo jakosci powierzchni szkla jest istotnym postepem, który nie byl dotad mozliwy. PL PLThe subject of the invention is a method of toughening glass, in particular toughening flat glass and curved glass, for example glass for windshields of motor vehicles, side lights. and rear and aircraft window glass, and an apparatus for using this method. Known methods of toughening glass rely on the rapid cooling of the glass from the tempering temperature to produce a glass product having an increased tensile strength by applying stress. on the glass surface and the tensile stress in its center. Typically, cooling is carried out by directing a gaseous coolant to the glass surface. A disadvantage of the known glass toughening process is that it is impossible to obtain a high degree of glass toughening, especially when toughening thinner glass, i.e. with a thickness of 3 mm and less, since the rate of heat removal from the glass surface by conventional air cooling is insufficient to generate a satisfactory compressive stress, while cooling the glass in an intense coolant, such as a liquid, causes glass cracking. The aim of the invention is to develop a method of toughening the glass using a high speed of expelling heat from the glass by intensive cooling, for example The task to be solved to achieve this goal is to avoid, at a high cooling rate of the glass in a liquid medium, the inherently related phenomenon of glass cracking. This task was solved by the development of a tempering method glass, according to which the glass is cooled in a liquid after c cooling it with cooling gas jets. Prior to the continuous, progressive immersion of the glass sheet in the cooling liquid, the streams of said cooling gas are directed to the opposite surfaces of the sheet, and the intensity of the preliminary cooling is adjusted so as to ensure the formation of a temperature gradient between the glass surface and its center while preserving glass temperature higher than the temperature at which stresses occur in the glass. The advantage of the above method of toughening in two successive cooling media: gas and liquid, is that products with high strength properties are obtained and at the same time the danger of cracking, glass, and Usually takes place by direct immersion of the glass sheet in a liquid cooling medium. When toughening soda-lime-silicon glass articles, the glass is heated to an initial temperature in the range of 620 ° C to 760 ° C, and initial quenching lowers the temperature of the glass surface to temperature in the range of 560 ° to 640 ° C, while maintaining the core of the glass at a temperature close to the initial temperature of the glass. The process may take place vertically, with the glass then passing through a vertical furnace, a system of smoke - 6982969829 chaw and a quenching bath positioned vertically and directly below the area where the vapors of the cold gas emerge. prefer initial cooling of the glass surface, a quenching bath made of a coolant is located. When cold gas vapors are used for the initial cooling of the glass, the first cooling medium may be a stream of sprayed liquid, directed symmetrically onto the glass surface, for example, a spray stream The invention is applicable in particular to the toughening of soda-lime-silicon glass with a thickness in the range of 0.75 mm to 10 mm, by a method involving heating the glass to a temperature close to its softening point, the glass transition at a constant speed between the cold gas vapors in a time suitable for cooling the glass surface to a temperature in the range of 560 ° to 640 ° C and direct immersion of the glass at this speed in a cooling liquid to temper the glass. In the quench bath, which is used in the second stage of intensive quenching, the heat transfer factor from the bath to the glass is usually 0.0035 to 0.06. This bath can be an oil, for example, lubricating oil or vegetable oil. In some cases molten metal may be used, for example molten tin or a molten tin alloy. Bent tempered glass sheets may be produced in the process of the invention by heating a sheet of flat glass to a temperature close to its softening temperature and bending the sheet to a softening point. The desired curvature before subjecting the sheet to initial quenching. It has been found that the internal tensile stresses in the toughened glass can be predetermined to some extent by the initial temperature of the glass under a given set of pre-quenching conditions and at a given glass advance speed during pre-cooling and toughened . It has been found that the tensile stresses generated in the glass can be varied from 70 kg / cm 2 - 90 kg / cm 2 for every 10 ° C difference in the initial temperature of the glass. The invention also includes a glass toughening device containing means for transporting the glass from the heating station via a pre-quench station for a toughening station in which the glass is toughened in a quench liquid, and comprising an open-bottom vertical furnace and glass hooking tongs suspended in the furnace on a crossbar. The essence of the invention consists in the fact that the device includes guides for guiding the glass supporting elements, connecting the furnace with the quenching bath and blowers located between the furnace and the quenching bath in its immediate vicinity. The device includes driving elements for moving the glass supporting elements along the length of the glass. a constant speed guide for moving the hot glass with a controlled constant speed between the blowers and then in the quenching bath. The apparatus of the invention preferably comprises slides arranged on a crossbar which slide along the guides, and lowering elements connected to the cross-member in order to lower the cross-member at a constant speed along the guides. The subject of the invention is illustrated in an example of embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus for hardening the sheet. glass, vertical section, fig. 2 - winch in vertical section, fig. 3 - in puller in section along line III-III in Figs. 2, Fig. 4 arrangement of nozzles on one of the blowers used in the winch of Figs. 2 and 3, Fig. 5 schematically bending sheets of flat glass prior to tempering. 1 is a diagrammatic representation of a horizontal conveyor 1 for conveying flat glass sheets 2 horizontally through a side opening to a vertical kiln 3 having vertical side walls in which electrical heating elements 4 are mounted. 2 is suspended near its upper edge by means of tongs 6 in a known manner, and the tongs 6 are suspended from the conveyor by ropes 5, of which only one is shown, these ropes attached to the winch shown in more detail in Fig. 2 and 3 The winch is operated in such a way that the glass sheet can be lowered quickly at a controlled constant speed. In the vertical furnace 3, a heating element 4 heats the glass sheets to an elevated temperature close to the softening temperature of the glass. Typically, when toughening a flat glass sheet from a sodium-lime-silicon mixture, the glass is heated to a temperature of about 690 ° C. Higher temperatures may also be used, for example the temperature of the glass may be raised to 760 ° C. In some cases, where a lower degree of hardening is required, it is sufficient to heat the glass to an initial temperature of only 620 ° C. The bottom of the furnace 3 is open so that the heated glass can be lowered quickly from the furnace. A door can be fitted to the bottom of the furnace in a known manner. In the lower part of the furnace, the heating elements 4 are concentrated to allow the glass to be evenly heated over its entire height and to create a hot gas seal in the open lower outlet of the furnace, which gas has a higher temperature than the gas filling the rest of the furnace. . Typically the temperature at the lower open end of the furnace is in the order of 790 ° C. If this hot gas seal is effective, it is not necessary to close the bottom of the furnace. Two vertical blowers are installed directly below the bottom outlet of the furnace 3. These blowers are identical and placed in parallel on both sides of the vertical exit path from the glass sheet 2 of the kiln. Each blower has outlet nozzles 8 arranged in a checkerboard pattern, and the nozzles of both blowers are arranged alternately in relation to each other so that the nozzles of one blower are not aligned with the nozzles of the other blower. Both nozzle arrays are connected to a gas cooling source, typically compressed air at ambient temperature. In the example of the embodiment illustrated in Fig. 1, the height of the blowers is slightly greater than the height of the glass sheet 2 and is so adjusted to the lowering speed of the glass sheet that the sheet is hot The glass is subjected to a carefully controlled pre-quenching during the reduction of a constant speed between the blowers as described below. 7 As the glass travels between the blowers, its surface temperature is lowered to a value that no deformation of the surfaces of the glass or its surface occurs. cracks during subsequent intensive cooling in contact with the coolant. For example, when toughening ordinary soda-lime-silicon glass, the glass surfaces are quenched to a temperature in the range of 560 ° to 640 ° C. The rapid transition between the blowers causes a significant cooling of the glass surface and leaves the center of the glass sheet at a temperature close to that obtained in kiln 3 talc, such that as the glass passes below the lower edge of the blowers there is a certain temperature difference between the center and the glass surface. Thus, there is a temperature drop in the surface regions of the glass. The quench bath 10 containing the quench liquid bath 11 is located directly under the blowers. The device is constructed in such a way that the lower nozzles 8 of the blowers 7 are placed as close as possible to the surface 12 of the coolant bath, so that when the glass leaves the cooling environment of the air directed at its surfaces by the blowers 7, it is immediately immersed in the cooling liquid. of the bath 11. The depth of the bath 11 is greater than the height of the sheet of glass 2. The cooling fluid in the bath 11 has a heat transfer coefficient to glass in the range of 0.0035 to 0.06 calories cm — 2.0 ° C -! - sec— and. As is known, this heat transfer coefficient determines the rate of heat exchange between the glass and the liquid coolant per unit of temperature difference and per unit area. Suitable coolants are oils and some metals and alloys with a low melting point. Vegetable oils, castor oil, cooking oil, transformer oil, low heat transfer oil may be used successfully. Molten tin and tin alloys, for example tinanol alloys and tin-bismuth, may be used, until the temperature is high. temperature around 400 ° C. When using molten metals and when using high blast pressure, it is convenient to maintain an inert or slightly reducing atmosphere surrounding the quench bath, for example nitrogen or nitrogen with 5% hydrogen. This atmosphere may be introduced by blowers as a cooling gas. The stress generated in the tempered glass is dependent on the bath temperature, which is maintained at the desired height by temperature regulators. It was found that the temperature of the bath in the case of using oil should be between the ambient temperature and the temperature of about 60 ° C. The sheet 2 is heated in the furnace 3 to a temperature close to the softening point, for example in the case of soda-lime-silicon glass, to a temperature of 720 ° C and the glass is then quickly lowered at a constant speed, in the range, for example, 10 to 20 cm / second between the blowers 7, where the cold gas falling on the opposite sides of the glass sheet causes the surface of the sheet to pre-cool to a temperature. Temperatures in the range of 560 ° C to 640 ° C. The degree of cooling of the glass surface may be varied by controlling the volumetric flow rate of the cooling gas onto the glass surface and the rate at which the glass is lowered between the blowers. 69829 6 Each point of glass passes between the blowers in about 1 second, the glass being lowered continuously, preferably with a constant speed, from between the blowers to the quench bath. However, the glass exit speed may also be varied abruptly after the top edge of the glass has lowered the blowers until the lower edge reaches the quench fluid so that the glass passes between the blowers at one constant speed during the initial quench and enters the cooling fluid at a rate. different speed. The high speed of heat transfer from the glass to the coolant ensures immediate toughening of the surface-cooled glass as soon as the glass surface comes into contact with the liquid. After toughening, the cold glass sheet is removed from the bath 11 and transferred to the washing station, and gradually released from the tongs. In a continuous process of toughening the glass sheets, each sheet of toughened glass is moved from its vertical path while still in the quenching bath to free the way for toughening the next sheet, and is then removed from the bath and transferred to a station washing. A practical example of a device solution according to the invention is shown in Figs. 2 to 4. As shown in Figs. 2 and 3, corner columns 13 are used on the floor 14 of the workshop, and the tops of the columns are joined to each other by a straight frame 15. Between the corner columns on about halfway through the height of the device there is a plate 16 with a slot, lying on the transverse beams 17, which are fixed between the columns 13. The plate 16 forms the basis of a vertical hardening furnace having walls 19, side walls 18 and a ceiling 20. 18 and 19 and the ceiling 20 are made of an ordinary refractory material, and the bottom of the furnace is open. The lower opening is a central elongated slot 21 in the base plate. This opening may be closed with clasps of known construction which are not shown. In the example discussed, the vertical furnace has an elongated shape so that the heating of the sheet of flat glass 45 is uniform. The sheet of glass 2 is supported in the furnace by tongs 22 which grip the upper edges of the sheet. The tongs 22 are suspended on a crossbar 23 connecting the half slides 24, which slide on the guides 25. The slides 24 are fixed at the ends of the crossbar 23. Near each end of the crossbar there is an ear 27. The crossbar is suspended on steel ropes 28 attached to the ears 27 and coiled on the hoist drums 29, which are fixed at the ends of the common axis 30. The axle 30 rotates in bearings 31 attached to a supported plate 32 mounted on the upper frame 15 of the machine. The drums are rotated by an electric motor 3S, and the speed of the motor 33 is controlled so as to keep the unwinding speed of the metal ropes 28 from the drums 29 constant, and thus a constant speed of the sheet lowering through the furnace and below. Steel ropes 28 pass through openings 34 made in the ceiling 20 of the furnace. These openings are so large 69829 as to allow the steel ropes to pass without too much heat in the furnace. Electric heating elements 4 mounted on both sides of the furnace in Fig. 1, Figs. 2 and 3 are not shown. steel circular section and are attached with their upper ends to crossbeams 55 which extend through the frame 15 on the top of the apparatus. The guides 25 are fixed in the openings 36 of the furnace ceiling 20 and extend vertically through the furnace. At their lower ends, the guides 25 are attached to brackets 37, which are attached to the sides of the tub 10. The lower part of the device is enclosed by side plates 38. Just below the lower plate 16 of the furnace are a pair of blowers 7, each of which is supported by a chamber 39 of compressed air, to which a supply duct 40 is connected. Each blower 7 with its chamber 39 is supported between side supports 40 which, near their lower ends, have a wheel 41 attached to the plates. These wheels run on rails 42 which they are attached at their ends to transverse beams extending between the uprights. On the rails 42 there is a centrally located spacer block 40a which limits the center travel of the blowers so that they are positioned exactly equidistant on either side of the lowering path of the glass sheet. Due to this arrangement, the blowers can be individually moved in such a way that they are positioned at an exactly equal distance on both sides of the glass sheet exiting path 2 defined by the guides 25, so that both surfaces of the hot glass sheet undergo the same pretreatment cooling when lowering the sheet with a constant speed between the blowers. The front side of each blower is structured in a symmetrical arrangement of checkered blower nozzles 8 as shown in Figs. 2 and 3, and more specifically illustrated in Fig. 4. Each nozzle has an internal diameter of 3. mm. and the outer diameter is usually 6 mm. The nozzles protrude out of the face of the blower by about 2.5 mm, and the rows of the nozzles are about 2 cm apart. It is desirable to arrange the nozzles about 3.8 cm from the path of the lowering of the glass surface and the blowers so constructed that the nozzles do not face each other. Cooling gas, usually air, is supplied through duct 40 under pressure. in the range of 0.030 to 0.050 kgf / cm 2 and this provides a rate of cooling gas flow from the nozzles 8 that produces such a temperature drop from the surface to the interior of the glass, i.e. cooling the glass surface to a temperature in the range of 560 ° to 640 ° C while By keeping the glass core at a temperature close to its initial temperature, so that no surface deformation or glass cracking occurs during further contact of the glass with the coolant. The upper edges of the blowers 7 are located as close as possible to the outlet 21 of the furnace, so that after exiting from the furnace, the glass immediately enters the stream of cooling air that escapes from the top of the blowers. The precooling thus begins without delay. Immediately after exiting the blowers, the glass is quenched by immersion in a cooling bath 11. The quench bath has an elongated shape with a cross-section matched to the outlet 21 of the furnace. Cooling liquid, as described above, usually oil fills the tub so that the surface 12 of the liquid 10 is as close as possible to the upper edge of the tub, taking into account the rise in the level of the liquid when the glass sheet is submerged. The temperature of the liquid in the tub is regulated by the immersion heater 44 located in the bottom 15 of the tub and by circulating the fluid through an external cooler of a known type, not shown. One of the side walls of the tub is equipped with an agitator 45 rotated by a motor 46. The agitator shown is a pulley with radial blades 42 and is intended to mix coolant prior to toughening the glass sheet. The tub 10 is mounted on a support. plate 48 and fixed to this plate with angle bars 49. Plate 48 is seated between side beams 25 50 on which wheels 51 are mounted. Wheels 51 move on rails 52 mounted between side uprights 13. This arrangement allows for accurate positioning of the bathtub to the outlet 21 of the furnace, the blowers 7 and the guide rails 30 25 in the correct position to receive the hot glass sheets. The guides 25 are positioned vertically on the outside of the blowers 7 and tub 10, and in the lower extreme position of the crossbar 23, tongs 22 are completely submerged in the cooling fluid so that the glass sheet is completely submerged before the crossbar 23 touches the upper edge of the tub 10. Fine adjustment of the coolant temperature is accomplished by the selective action of the immersion heater 44 and the cooling system, and when oil is used, the temperature of the bath is usually in the range between ambient temperature and 60 ° C. 16 of the furnace base are enclosed by side plates 38 to form a chamber containing blowers and quenching baths 10. This chamber is filled with pre-cooling gas supplied by the blowers, for which the outlet duct 49 forms part of the housing. The duct 49 is connected in a known manner to the fan. In this way, an inert or slightly reducing atmosphere of nitrogen or a nitrogen-hydrogen mixture can be maintained around the quench bath, although air is usually used as the pre-cooling gas for the glass. The glass depends on the thickness of the glass, the initial temperature of the glass in the furnace, the cooling rate of the glass during the passage 60 between the blowers, the speed of glass deceleration along the entire path, the temperature of the coolant, and the physical properties of the coolant. thicknesses ranging from 0.8 mm to 6 mm. 45 50 5569829 10 In Examples I to XI, to obtain comparative sizes, glass sheets having an area of 25 cm2 and of various thicknesses were heated in the apparatus discussed to different temperatures and all were toughened in the same quenching fluid. Example 1. A sheet of soda-lime-silica glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 2 mm is hung on tongs 22 and heated in an oven to a temperature of about 680 ° C. The wall temperature of the furnace is around 750 ° C to achieve this glass temperature. 10 The stirrer 45 is operated in a quenching bath and the temperature of the coolant is about 45 ° C. When the glass sheet reaches the desired temperature, the stirrer is turned off and cooling air is supplied to the blowers and the motor 33 is turned on 15 for lowering the glass sheet 2 at a controlled constant speed of 15 cm / second. This constant speed is maintained during the lowering of the glass until it is completely immersed in the coolant. The blowers on 7 are about 13 cm high and cold air is supplied to them at a pressure of 0.035 to 0.040 kgf / cm 2. The nozzle tips are kept at a distance of about 3.8 cm from the glass surface as they pass between the blowers, creating a temperature difference of 60 ° C between the center and the glass surfaces. The surface temperature of the glass is approximately 620 ° C. When immersed at a constant speed of 15 cm / second in the cooling oil, the glass remains in the bath for approximately 30 seconds, then is removed and washed. 2 mm thick glass was found to be strong tensile strength 1900 kg / cm2 to 1950 kg / cm2 and internal tensile stress 630 kg / cm2. Glass surfaces were free from distortions, deformation of hot glass during quenching in cooling oil was prevented by the initial control of the surface glazing with a constant downward speed between carefully and symmetrically placed fans. 40 Example II. A similar sheet of glass with an area of 25 cm 2 and a thickness of 2 mm was heated in an oven to a temperature of 660 ° C and lowered at a rate of 15 cm / second with the same pre-cooling between the blowers and in the same conservative bath at 45 ° C, as in Example 1. Pre-quenching lowered the surface temperature of the glass to 600 ° C, the tensile strength was about 1900 kg / cm 2, and the internal tensile stress was about 420 kg / cm 2. 50 Example III. A sheet of soda-lime-silica glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 2 mm was heated to 690 ° C and quenched by supplying cooling air to the blowers at a pressure of 0.030 kg / cm2. The glass was lowered at a rate of 25 cm / second, between the quench bath blowers, the toughened glass was found to have a tensile strength of 2,100 kg / cm2 and an internal tensile stress of 700 kg / cm2. -silicon with an area of 25 cm2 and a thickness of 2 mm 6 °. Example IV. The sheet of soda-lime-glass was heated to 660 ° in an oven and lowered at a rate of 15 cm / second between the blowers supplied with cooling air at a pressure of 0.030 kg / cm 2. After quenching in a harvester bath, it was found that the tensile strength of the glass was 1820 kg / cm2 and the internal tensile stress of the glass was 560 kg / cm2. Example V. A sheet of soda-lime-silicon glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 2 mm was heated to a temperature of 640 ° C. and then lowered at a rate of 25 cm / second between the blowers which were fed with cold air at a pressure of 0.023 kg / cm 2. The initial quench lowered the surface temperature of the glass to 580 ° C and the glass was directly immersed in a 45 ° C quench bath. The tensile strength of the glass was 1,820 kg / cm2 and the internal tensile stress was 560 kg / cm2. Example VI. A sheet of soda-lime-silica glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 4 mm was heated to a temperature of 700 ° C and cooled as it passed between the blowers at a speed of 15 cm / second through jets of cooling air supplied at a pressure of 0.005 kg / cm2. The glass surface temperature dropped to 620 ° C, while the glass core remained at a temperature just below 700 ° C. After the initial quench, the glass was immediately quenched in the same quench bath at 45 ° C, and the resulting toughened glass had a tensile strength of 2250 kg / cm2 and an internal tensile stress of 700 kg / cm2. Example VII. A sheet of soda-lime-silica glass with an area of 25 cm 2 and a thickness of 6 mm was heated in an oven to 700 ° C and the quench bath temperature was 40 ° C. The glass sheet was lowered at a constant rate of 10 cm / second and quenched nitrogen was delivered to the blowers at a pressure of 0.01 kg / cm 2. After toughening, the tensile strength of the glass was found to be 2450 kg / cm2 and the internal tensile stress in the glass was 840 kg / cm2. Example VIII. A similar sheet of 6 mm thick soda-lime-silica glass was heated to 700 ° C and lowered to a constant speed of 20 cm / second. Cooling air was supplied to the blowers at a pressure of 0.007 kg / cm2, and after quenching in a quench bath at 30 ° C, the glass had a tensile strength of 3350 kg / cm2, and an internal tensile stress of 840 kg / cm2. Example IX . A sheet of soda-lime-silica glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 6 mm was heated to a temperature of 700 ° C, and the temperature of the quenching bath was 30 ° C. The glass lowering rate was 15 cm / second and the cooling air was supplied to the blowers under pressure 0.007 kgf / cm2. The tensile strength of the toughened glass was 2800 kg / cm 2 and the internal tensile stress in the glass was 770 kg / cm 2. Example X A sheet of glass with an area of 25 cm 2 and a thickness of 6 mm was heated to 740 ° C and lowered at a speed of 25 cm / second between the blowers which were supplied with cooling nitrogen at 0.015 kgf / cm2. This lowered the surface temperature of the glass to 640 ° C. and the glass was immediately quenched in a quench bath. The tensile strength of the glass was 4350 kg / cm2, and 69829 11 the internal tensile stress was 1120 kg / cm2. In a manner similar to example X, even thicker glass can be toughened, for example with a thickness of up to 8 mm or 10 mm to the production of a very high degree of surface compression in highly tempered glass. Example XI. A sheet of very thin glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 0.8 mm was heated to a temperature of 700 ° C and lowered at a speed of about 40 cm / second between the blowers which were fed with cooling air at a pressure of 0.0014 kg / cm2. . The surface temperature of the glass dropped to 620 ° C, while the glass core remained at a temperature close to the initial temperature of 700 ° C, and after quenching in a quench bath at 45 ° C, the thin glass sheet had a tensile strength of 1700 kg. / cm2 and an internal tensile stress of 560 kgf / cm2. Also molten metal such as molten tin may be used as the quench fluid, this is usually advantageous for toughening very thin glass as shown in the example below. Example XII. A sheet of thin glass with an area of 25 cm2 and a thickness of 0.8 mm was heated to an initial temperature of 700 ° C and then lowered at a constant speed of 40 cm / second between the blowers to which a nitrogen-hydrogen mixture containing about 5% hydrogen. The pressure of the slightly reducing atmosphere was about 0.0013 kg / cm 2. The surface temperature of the glass dropped to about 630 ° C while the temperature of the glass center remained around the initial temperature of 700 ° C and the glass was then immediately quenched in a molten tin quench bath held at 300 ° C. The introduction of a slightly reducing atmosphere into the blowers kept the molten tin bath in a protective atmosphere that completely filled the space in the lower part of the device. The produced thin toughened glass had a tensile strength of 1600 kg / cm2 and an internal tensile stress of 500 kg / cm2. These results indicate that the starting temperature of the glass is an important regulating factor and it has been found that the internal tensile stress produced in the glass varies by about 84 kg / cm 2 for every 10 ° difference in glass starting temperature. Additional control of the stress generated in the glass is achieved by varying the rate of glass declining and by varying the blower pressure of the blowers. The variation of these factors has some effect on the stresses generated in the glass and is taken into account as a factor in the fine control of the process. In the method of the invention toughened sheets of flexible glass may be used and the blowers should then be shaped with a curvature corresponding to that of the glass sheet which is to be hardened. With this design, the blowers can easily be moved from their operating position in order to replace the blowers when changing production. The oil pan is dimensioned such that it must be used for conventional flexible glass sheets, for example protective flexible glass. The invention can also be used to produce flexible toughened glass sheets from a sheet of flat glass, and such an embodiment of the invention is shown in Fig. 5. Between the bottom 5 of the furnace and the top of the blowers 7 a pair of bending presses are arranged on opposite sides of the hot glass sheet glide path. The bending presses include a contact block 55 held on slider 56 and having a curved face 57 that defines the curvature of the glass sheet to be produced. On the other side of the glass path is a bending frame 58 which is supported by supports 59 on the other side of the glass path. a rear plate 60 fixed on the slide 61. The curvature of the frame 58 follows the curvature of the surface 57 of the block. These bending dies act on the hot glass sheet 2 which, on descent, is momentarily retained between the dies and immediately after bending it passes between the dies. by blowers 7. 20 The contact surfaces of the dies are made of a material that does not damage the glass, such as carbon or asbestos, despite the high temperature of the glass surface, for example 760 ° C. The blowers 7 have curved surfaces adapted to the curvature of the bending dies and otherwise have the same construction as the blowers shown in Figs. 2, 3 and are arranged to Thereafter, the surface of the bent sheet is quenched prior to immersion in the quench bath. The toughening process of the invention can be carried out horizontally by using a gas hearth to support the glass sheet during the heating and pre-quenching steps. Each sheet of glass, whether flat or curved, is initially supported on a gas cushion which is produced between the glass sheet and the surface of the gas shaft through which gas is supplied to and discharged from the supporting cushion. heating, in conjunction with the action of the hot gas supplied to the pillow, to heat the glass uniformly to the desired initial temperature. During this preliminary heating, the glass is moved over the edge contact and it passes along the gas shaft to the pre-quenching station on which a cooling gas is formed by a supporting gas cushion, and the cooling gas is simultaneously directed symmetrically from the supporting gas cushion to the upper surface of the glass to effect an initial surface cooling of the glass. The glass is then moved directly from the quench station to the intimate surface contact station with a cooling medium, which may be in the form of a hull with a cooling fluid that continuously provides a heat-accurate exchange of contact with both surfaces of the hot glass. to complete the tempering of the glass. The glass is then moved past the toughening station 60 to the washing station and then drained. As described above, the coolant, which produces a high rate of heat dissipation from the glass, creates a fluid brought into intimate contact with the glass surfaces on the surface. for example, by dipping glass in this liquid. The desired glass toughening can also be achieved by contact toughening the glass surface with the solid surfaces of the heat-conducting material, which dissipate heat quickly, symmetrically on both sides of the glass. In place of the quench bath 10, contact cooling surfaces may be provided which are brought into contact simultaneously with both glass surfaces immediately after the entire sheet has passed from under the blowers. The invention can be used to temper glass articles other than flat or bent glass sheets. for example glass containers or molded glass articles such as glass insulators, hollow glass blocks, or glass construction elements with specially shaped sections as used in the construction industry. The method of the invention can produce more strongly toughened glass of ordinary composition. sodium-calcium-silica than jesus is possible using known hardening methods. In particular, the toughening of thin glass up to about 0.75 mm thick to a high degree of stress without compromising the quality of the glass surface is a significant advance that has not been possible so far. PL PL