RU2203229C2

RU2203229C2 - Method of production of float-glass

Info

Publication number: RU2203229C2
Application number: RU2001109804/03A
Authority: RU
Original assignee: Кондрашов Дмитрий Валерьевич
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: production of sheet glass; lines producing glass by float-method. SUBSTANCE: proposed method includes preliminary lateral spreading of glass mass on drain chute due to widening of said chute in way of flow of glass mass; ratio of width of chute at drainage area to its width at point of connection with producing channel ranges from 1.01-5.0. EFFECT: reduced losses of heat; improved optical parameters of glass. 4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к производству листового стекла и может быть использовано на линиях, вырабатывающих стекло флоат-способом. The invention relates to the production of flat glass and can be used on lines producing glass float method.

Известны способы выработки ленты стекла с использованием флоат-процесса, которые включают в себя дозированную подачу стекломассы в ванну с расплавом олова, перемещение ее по поверхности расплава, постепенное охлаждение, формование различными технологическими приемами ленты стекла заданной ширины и толщины и вывод ленты стекла из ванны расплава на транспортирующие валы. Known methods for producing glass tape using the float process, which include the dosed supply of glass to the bath with a tin melt, moving it along the surface of the melt, gradual cooling, molding by various technological methods a glass tape of a given width and thickness, and removing the glass tape from the melt pool on transporting shafts.

Например, в патенте Великобритании 893663, МКИ С 03 В описывается подача стекломассы по лотку, который состоит из сливного бруса или носика и вертикальных боковых брусьев, установленному таким образом, что стекломасса свободно стекает на поверхность олова с высоты нескольких дюймов. Под носиком лотка существует свободное пространство, и стекломасса при своем течении образует так называемую пяту или затек, ограниченный задней стенкой ванны расплава. For example, in British patent 893663, MKI C 03 B describes the flow of glass melt through a tray, which consists of a drain bar or spout and vertical side bars, set in such a way that the glass flows freely onto a tin surface from a height of several inches. There is free space under the spout of the tray, and the molten glass during its flow forms the so-called heel or sagging, limited by the rear wall of the melt bath.

В патенте Великобритании 1068345, МКИ С 03 В 35/00 указывается на необходимость создания непрерывного течения стекломассы в затеке, чтобы избежать застоя стекломассы в центральной части потока и, как следствие, возможности образования различного рода дефектов. Предлагается несколько способов для того, чтобы усилить обмен стекломассы в затеке и вызвать непрерывное боковое течение стекломассы в поперечном направлении, в том числе за счет создания градиента температур в потоке стекломассы, а также за счет U-образной конфигурации носика лотка. In British patent 1068345, MKI C 03 B 35/00, it is pointed out that a continuous flow of glass melt is required to flow in order to avoid stagnation of the glass melt in the central part of the stream and, as a consequence, the possibility of the formation of various kinds of defects. Several methods are proposed in order to enhance the exchange of glass melt in the drip and cause a continuous lateral flow of glass melt in the transverse direction, including by creating a temperature gradient in the glass melt flow, as well as due to the U-shaped configuration of the nose of the tray.

В патенте Великобритании 1073603, МКИ С 03 В 17/00 указано оптимальное для средней скорости течения стекла значение высоты установки носика лотка над поверхностью расплава олова (от 1,5 до 6 дюймов), также говорится, что для образования затека достаточно расстояния в несколько дюймов. In British patent 1073603, MKI C 03 17/00 indicates the optimal value for the height of the glass flow, the height of the installation of the spout of the tray above the surface of the tin melt (from 1.5 to 6 inches), it is also said that a few inches is sufficient for the formation of a leak .

Использование затека и заднего смачиваемого бруса в данном способе подачи стекломассы дает возможность полностью устранить либо свести к минимуму дефекты в стекле, возникающие вследствие контакта нижнего слоя потока стекломассы с огнеупорами канала и носика лотка. Дефекты (включения), неизбежно образующиеся при разрушении огнеупоров и попадающие в стекломассу, за счет поперечного бокового течения стекломассы в затеке попадают, главным образом, на боковые участки ленты стекла и удаляются при отрезке бортов ленты. The use of sagging and a wettable rear beam in this method of supplying glass melt makes it possible to completely eliminate or minimize defects in the glass arising from contact of the lower layer of the glass melt stream with refractories of the channel and the nose of the tray. Defects (inclusions), which inevitably arise during the destruction of refractories and fall into the molten glass, due to the transverse lateral flow of the molten glass in the backfill, fall mainly on the side sections of the glass tape and are removed when the sides of the tape are cut.

Недостатками вышеописанного способа подачи стекломассы является, во-первых, нарушение однородного течения вследствие свободного падения стекломассы с носика лотка и, во-вторых, достаточно значительное изменение ширины потока стекломассы при ее боковом растекании в ванне расплава. The disadvantages of the above method of supplying the molten glass is, firstly, the disruption of a homogeneous flow due to the free fall of the molten glass from the nose of the tray and, secondly, a sufficiently significant change in the width of the molten glass flow during its lateral spreading in the molten bath.

Нарушение однородности потока при сливе стекломассы приводит к возникновению термической неоднородности в слоях стекломассы и образованию дополнительной слоистости в стекле, что ухудшает оптические показатели выработанной ленты стекла. Violation of the uniformity of the flow during the pouring of the glass melt leads to thermal inhomogeneity in the layers of the glass melt and the formation of additional lamination in the glass, which degrades the optical performance of the produced glass tape.

Боковое растекание также приводит к образованию дополнительной слоистости за счет смещения слоев и изменения геометрических параметров потока, кроме того, более быстрое охлаждение боковых участков ленты по отношению к ее центру приводит к возникновению температурного градиента по ширине ленты и нарушению ее плоскопараллельности. Lateral spreading also leads to the formation of additional layering due to displacement of the layers and changes in the geometric parameters of the flow; moreover, faster cooling of the side sections of the tape with respect to its center leads to a temperature gradient along the width of the tape and a violation of its plane parallelism.

Таким образом, для снижения отрицательного действия указанных факторов следует по возможности уменьшить боковое растекание, а также снизить потери тепла и выровнять перепад температур по ширине ленты. Thus, to reduce the negative effect of these factors, it is necessary to reduce lateral spreading, as well as reduce heat loss and even out the temperature difference across the width of the tape.

В патенте РФ 2149838, С 03 В 18/02 описывается способ производства флоат-стекла, в котором предлагается с целью получения ленты стекла с хорошими показателями плоскостности и снижения образования слоистости укоротить длину участка бокового растекания за счет увеличения ширины лотка. In the patent of the Russian Federation 2149838, С 03 В 18/02, a method for the production of float glass is described, which proposes to shorten the length of the side spreading section by increasing the width of the tray in order to obtain a glass ribbon with good flatness and layering.

Однако простое увеличение ширины лотка не исчерпывает возможностей улучшения тепловых и гидродинамических параметров слива и растекания стекломассы, а кроме того, создает ряд дополнительных проблем в плане конструкции узла слива. However, a simple increase in the width of the tray does not exhaust the possibilities for improving the thermal and hydrodynamic parameters of the discharge and spreading of the molten glass, and in addition, creates a number of additional problems in terms of the design of the drain unit.

Поскольку в данном случае растекание стекломассы происходит только на расплаве олова, которое, как известно, является хорошим проводником тепла, фактическое снижение потерь тепла лишь за счет уменьшения времени прохождения стеклом участка растекания оказывается незначительным. Since in this case the glass melt spreads only on the tin melt, which, as you know, is a good heat conductor, the actual reduction in heat loss only by reducing the time the glass passes through the spreading area is insignificant.

Наиболее близким к заявляемому нами предлагаемому изобретению является способ производства флоат-стекла, описанный в патенте SU 313784 С 03 В 18/02, в котором конструкция узла слива представляет собой расширяющийся лоток. Closest to the claimed invention we declare is a method for the production of float glass, described in patent SU 313784 C 03 B 18/02, in which the design of the drain assembly is an expanding tray.

Существенным недостатком описанной в прототипе конфигурации лотка является то, что выполненное в средней части лотка расширение в силу своей геометрии создает условия для образования застойных зон стекломассы возле боковых стенок лотка. Из чертежа, представленного в прототипе, видно, что боковые стенки в широкой части лотка образуют углы величина которых меньше 180^o. Скорость боковых потоков стекломассы на участках, прилегающих к вершинам этих углов, будет снижаться и стремиться к нулю. Этот эффект будет проявляться в большей степени при уменьшении величины указанных углов. Снижение скорости боковых потоков, в свою очередь, затруднит обмен стекломассы на этих участках, создаст застойные зоны и ускорит процесс охлаждения стекломассы, что будет способствовать возникновению центров кристаллизации.A significant drawback of the configuration of the tray described in the prototype is that the expansion performed in the middle of the tray, due to its geometry, creates conditions for the formation of stagnant glass melt zones near the side walls of the tray. From the drawing presented in the prototype, it is seen that the side walls in the wide part of the tray form angles whose magnitude is less than 180 ^o . The velocity of the side streams of molten glass in the areas adjacent to the vertices of these angles will decrease and tend to zero. This effect will be manifested to a greater extent with a decrease in the magnitude of these angles. A decrease in the rate of side flows, in turn, will complicate the exchange of glass melt in these areas, create stagnant zones and accelerate the process of cooling the glass melt, which will contribute to the formation of crystallization centers.

Таким образом, в конфигурации лотка, представленной в прототипе, возникает дополнительный температурный градиент, что отрицательно влияет на оптические показатели ленты стекла, и кроме того, образующиеся застойные зоны стекломассы являются источником дефектов в стекле. Thus, in the configuration of the tray, presented in the prototype, there is an additional temperature gradient, which negatively affects the optical performance of the glass ribbon, and in addition, the resulting stagnant zones of the glass melt are a source of defects in the glass.

Предлагаемый авторами способ производства флоат-стекла включает непрерывную подачу стекломассы по выработочному каналу и сливному лотку в ванну с расплавом металла, растекание ее вперед и в стороны с последующим вытягиванием и выводом сформованной ленты из ванны расплава. Предварительное боковое растекание стекломассы происходит на лотке за счет того, что лоток расширяется в направлении течения стекломассы, при этом ширина лотка на сливе стекломассы больше ширины лотка в месте примыкания к выработочному каналу (фиг. 1). The method for the production of float glass proposed by the authors involves the continuous supply of glass melt through a production channel and a drain tray into a bath with molten metal, spreading it forward and to the sides, followed by pulling and removing the formed ribbon from the molten bath. Preliminary lateral spreading of the molten glass occurs on the tray due to the fact that the tray expands in the direction of flow of the molten glass, while the width of the tray at the drain of the molten glass is greater than the width of the tray at the junction with the production channel (Fig. 1).

Преимуществом предлагаемого способа является то, что в отличие от прототипа расширение лотка выполнено таким образом, что боковые стенки лотка образуют угол больший 180^o, что создает условия для беспрепятственного течения стекломассы в лотке без образования застойных зон и угрозы возникновения кристаллизации.The advantage of the proposed method is that, unlike the prototype, the extension of the tray is made in such a way that the side walls of the tray form an angle greater than 180 ^o , which creates the conditions for unimpeded flow of molten glass in the tray without the formation of stagnant zones and the risk of crystallization.

В предпочтительном, по мнению авторов, варианте реализации данного изобретения, схематично изображенном на прилагаемом чертеже (фиг. 1), расширение лотка выполнено в форме трапеции, однако возможны и другие формы расширения лотка, позволяющие организовать течение потоков стекломассы в лотке без образования застойных зон (фиг. 2 а, b, c). In a preferred, according to the authors, embodiment of the present invention schematically shown in the attached drawing (Fig. 1), the tray extension is made in the form of a trapezoid, however, other forms of tray expansion are possible, which allow organizing the flow of glass melt flows in the tray without forming stagnant zones ( Fig. 2 a, b, c).

Предлагаемый авторами способ позволяет получить большую ширину сливаемого потока стекломасы, а следовательно, и большее укорочение длины участка бокового растекания стекломассы на расплаве олова. Это дает дополнительное снижение потерь тепла и улучшение оптических показателей вырабатываемой ленты стекла. The method proposed by the authors allows to obtain a greater width of the merged flow of the glass melt, and therefore, a greater shortening of the length of the section of lateral spreading of the glass melt on the tin melt. This provides an additional reduction in heat loss and an improvement in the optical performance of the produced glass tape.

Поскольку теплопроводность огнеупора носика лотка существенно ниже теплопроводности расплава олова, то растекание стекломассы на носике лотка происходит с меньшими потерями тепла, чем при боковом растекании на олове в ванне расплава. Это приводит к сглаживанию температурного градиента по ширине потока стекломассы и улучшению показателей плоскостности и разнотолщинности вырабатываемой ленты стекла. Since the thermal conductivity of the refractory of the spout of the tray is significantly lower than the thermal conductivity of the tin melt, the spreading of molten glass on the spout of the tray occurs with less heat loss than with lateral spreading on tin in the melt bath. This leads to a smoothing of the temperature gradient across the width of the glass flow and an improvement in flatness and thickness variation of the produced glass tape.

Следует добавить, что увеличение ширины лотка на сливе эффективно, по нашему мнению, только при условии, что растекание стекломасы на лотке будет предварительным, а не полным. Полное растекание стекломассы при температурах слива происходит до равновесной толщины h₀ приблизительно равной 6,5 мм. Высота потока стекломассы на сливе h по нашим данным составляет 30 - 35 мм, поэтому, считая скорость потока на этом участке постоянной, можно рассчитать максимальное эффективное расширение лотка
h/h₀≈5
Дальнейшее увеличение ширины лотка приведет к замедлению течения потока стекломассы на сливе, увеличению потерь тепла и ухудшению оптических показателей ленты стекла.It should be added that increasing the width of the tray on the drain is effective, in our opinion, only if the spreading of the glass melt on the tray is preliminary, and not complete. The complete spreading of the glass melt at the discharge temperatures occurs up to an equilibrium thickness h _{0 of} approximately 6.5 mm. According to our data, the height of the molten glass flow at the discharge h is 30 - 35 mm, therefore, considering the flow rate in this section constant, we can calculate the maximum effective tray expansion
h / h ₀ ≈5
A further increase in the width of the tray will slow down the flow of the glass melt at the drain, increase heat loss and worsen the optical performance of the glass ribbon.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого способа является то, что для производства листового флоат-стекла с высокими показателями качества создается предварительное боковое растекание стекломассы на сливном лотке за счет того, что лоток расширяется в направлении течения стекломассы, при этом отношение ширины лотка на сливе стекломассы к ширине лотка в месте примыкания к выработочному каналу находится в пределах от 1,01 до 5,0. Thus, the distinguishing features of the proposed method is that for the production of flat float glass with high quality indicators, preliminary lateral spreading of the molten glass on the drain tray is created due to the fact that the tray expands in the direction of flow of the molten glass, while the ratio of the width of the tray to the molten glass drain to the width of the tray at the junction with the production channel is in the range from 1.01 to 5.0.

Перечень фигур
Фиг 1. Узел слива и ванна расплава
1 - выработочный канал
2 - ванна расплава
3 - лоток
4 - ограничители (рестрикторы)
5 - лента стекла
а - ширина лотка в месте примыкания к выработочному каналу
b - ширина лотка на сливе стекломассы
Фиг 2. Формы расширения лотка
2 - лоток
6 - потоки стекломассы
Предлагаемое изобретение опробовано на флоат-линии ЭПКС - 4000 ОАО "СИС" и с его использованием выработаны опытные партии высококачественного теплопоглощающего стекла.List of figures
Fig 1. The drain and the melt bath
1 - development channel
2 - molten bath
3 - tray
4 - limiters (restrictors)
5 - glass tape
a - the width of the tray at the junction with the production channel
b - the width of the tray on the drain of glass
Fig 2. Tray extension forms
2 - tray
6 - glass flows
The present invention was tested on the float line EPKS - 4000 of OJSC "SIS" and with its use experimental batches of high-quality heat-absorbing glass were developed.

Согласно предлагаемому изобретению способ производства стекла включает регулируемую подачу стекломассы по выработочному каналу 1, предварительное растекание на носике лотка, слив стекломассы с лотка 2 в ванну с расплавом олова 3, боковое растекание стекломассы, ограниченное рестрикторами 4 и последующее вытягивание сформованной ленты стекла 5 к выходному концу ванны расплава, при этом отношение ширины лотка на сливе стекломассы (b) к ширине лотка в месте примыкания к выработочному каналу (а) находится в пределах от 1,01 до 5,0. Потоки стекломассы 6 беспрепятственно протекают вдоль боковых стенок лотка 2 без образования застойных зон и угрозы возникновения кристаллизации. According to the invention, the method for producing glass includes controlled supply of molten glass through the production channel 1, preliminary spreading on the nose of the tray, draining the molten glass from the tray 2 into a bath with tin melt 3, lateral spreading of the molten glass limited by restrictors 4, and then pulling the formed glass ribbon 5 to the output end bath melt, while the ratio of the width of the tray on the drain of glass (b) to the width of the tray at the junction with the production channel (a) is in the range from 1.01 to 5.0. Streams of glass melt 6 flow unhindered along the side walls of the tray 2 without the formation of stagnant zones and the threat of crystallization.

Ниже приведены примеры выработки ленты стекла высокого качества с применением предлагаемого способа. The following are examples of the production of high quality glass tape using the proposed method.

Пример 1
1. Расход стекломассы 100 т/сут.Example 1
1. The consumption of glass is 100 tons / day.

2. Скорость выработки 170 м/ч. 2. The speed of production of 170 m / h

3. Толщина вырабатываемой ленты стекла 5 мм. 3. The thickness of the produced glass tape is 5 mm.

4. Ширина вырабатываемой ленты стекла 1840 мм. 4. The width of the produced glass tape is 1840 mm.

5. Ширина выработочного канала 500 мм. 5. The width of the development channel is 500 mm.

6. Ширина лотка на сливе стекломассы 750 мм. 6. The width of the tray on the drain of glass 750 mm.

7. Отношение ширины лотка на сливе стекломассы к ширине выработочного канала составляет 1,5. 7. The ratio of the width of the tray to drain the glass to the width of the production channel is 1.5.

8. Состав стекла соответствует теплопоглощающему. 8. The composition of the glass corresponds to heat-absorbing.

9. Оптические искажения на листах стекла снижены по сравнению с лотком шириной 500 мм, угол "Зебры" возрос на 2^o.9. Optical distortions on sheets of glass are reduced in comparison with a tray with a width of 500 mm, the angle of the "Zebra" increased by 2 ^o .

Пример 2
1. Расход стекломассы 100 т/сут.Example 2
1. The consumption of glass is 100 tons / day.

2. Скорость выработки 400 м/ч. 2. The speed of production of 400 m / h

3. Толщина вырабатываемой ленты стекла 3 мм. 3. The thickness of the produced glass tape is 3 mm.

6. Ширина носика лотка на сливе стекломассы 1000 мм. 6. The width of the spout of the tray on the drain of glass 1000 mm.

7. Отношение ширины лотка на сливе стекломассы к ширине выработочного канала составляет 2,0. 7. The ratio of the width of the tray on the discharge of glass to the width of the production channel is 2.0.

9. Оптические искажения на листах стекла снижены по сравнению с лотком шириной 500 мм, угол "Зебры" возрос на 5^o.9. Optical distortions on sheets of glass are reduced in comparison with a tray with a width of 500 mm, the angle of the "Zebra" increased by 5 ^o .

Claims

A method for the production of float glass, including the continuous supply of molten glass through a production channel and a drain tray into a bath with molten metal, spreading it forward and to the sides, followed by pulling and removing the molded strip from the molten bath, characterized in that preliminary lateral spreading of the molten glass on the tray is created due to the fact that the tray expands in the direction of the flow of molten glass, while the ratio of the width of the tray at the drain of the molten glass to the width of the tray at the junction with the developed channel is in the range Lah from 1.01 to 5.0.