SU1284950A1

SU1284950A1 - Способ МАХИД варки стекла

Info

Publication number: SU1284950A1
Application number: SU853891221A
Authority: SU
Inventors: Антон Донатович Османис; Артур Эдуардович Микельсон; Моника Юрьевна Абрицка
Original assignee: Институт Физики Ан Латвсср
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1987-01-23

Abstract

Изобретение позвол ет получить оптическое стекло с высокой степенью однородности. Варку производ т путем последовательного введени компонентов шихты с последующим повышением температуры. Из компонентов , составл кмцих шихту заданного состава, приготовл ют навески дл первых засыпок так, что соотношение окислов соответствует составам на инвариантных точках диаграмм состо ни стеклообразующих систем. Навески шихтной смеси, соответствующие составам наиболее легкоплавкой эвтектики , нагревают в электропровод г- щем тигле до температуры плавлени при помощи магнитного пол , создаваемого путем пропускани переменного тока через индуктор повышенной частоты. Затем над расплавом засыпают содержимое навесок, соответствующих более тугоплавкой эвтектике, и дополнительно накладывают низкочастотное переменное магнитное поле путем пропускани тока через индуктор промышленной частоты и погружаемые в стекломассу электроды. С последующими засыпками ввод т смесь, содержащую остатки стеклообразунлцих окислов, а в последнюю очередь ввод т глинозем в смеси с остатком щелочных окислов. На стадии осветлени стеклоК1ассы накладывают упругие колебани повышенной частоты путем пропускани переменных токов через индуктор повышенной частоты и индуктор промышленной частоты. 4 ил., 1 табл.

Description

112

Изобретение относитс к промышленности строительных материапов, в частности к производству стекла, и касаетс технологии производства высокооднородного оптического стек- ла.

Цель изобретени повышение качества стекла.

На фиг.1 изображено направление вектора индукции В, высокочастотного магнитного пол и плотности тока j( в корпусе электропровод щего тигл ,при нагреве шихтной смеси, соответствующей составу наиболее легкоплавкой эвтектикиJ на фиг.2 - нап равле- ние векторов индукции магнитного пол В , плотности токов J,, j , 5 объемной магнитной силы f в стекломассе и упругих колебаний Р в стекломассе, -направленных перпендикул рно стенкам тигл при силикато- и стеклообразо- вании, а также на стадии гомогенизации стекломассы; на фиг.З - направление векторов индукции магнитного пол Bj, плотности тока j, и упругих колебаний Р на стадии осветлени cтeклoмaccы на фиг.4 - зависимость индукции низкочастотного магнитного пол В и акустического давлени Р от времени t.

Пример 1. Дл варки стекла, вес.%: SiOj 66,9i , 20,3, 3,5, 3,9 и 5.,4, приготовл ю и взвешивают материалы дл шихты (весом на 10,0 кг), кг: кварцевый песок 5,52, Н,ВО, 2,98, 0,29 Na2CO,0,56 и 0,65.

.Дл первой засыпки (весом 1,5 кг) приготовл ют шихтную смесь, содер- жащую, кг: кварцевый песок 0,53 , 0,48 и Na,,CO 0,49; что соответствует соотношени м окислов в эвтектическом составе, вес.%: SiO 48,OJ ВзОз 25,0 и 27,0, с т.пл. 520°С.

.Дл второй засыпки приготовл ют смесь также весом 1,5 кг из 0,96 кг кварцевого песка и 0,54 кг , что соответствует соотношени м окис- лов эвтектического состава, вес.%: SiOi 71,84 и К..,0 28,16, с т. пл. 7700с.

Шихтна смесь дл последующих .двух зас.ыпок содержит по 2,02 кг кварцевого песка и 1,25 кг а последн 0,25 кг глинозема, 0,06к1 Ка,СОз и 0,1 кг ,..

5 0

5

0

r

0 5

0

5

0;

Варку стокла р.п кп . jiv ющим образом.

.);гектро1)овод и1ий тиге.пь piarpe- вают до 540 С со скоростью около

1о С/мин при помощи переменлого маг-- нитного г ол В( с иртдукцией 0,03 Т, создаваемого переменным током Т., плотностью i| 0,8 А/см и частотою 45,5 кГц, пропускаемым через индуктор переменного тока повышенной частоты (фиг.1) и производ т первую засыпку шихтной смеси.

После провара стекломассы над расплавом засыпа от вторую засыпку шихтной смеси, состав которой соответствует соотношени м окислов состава более тугоплавкой эвтектики, и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле Bj с индукцией 0,1 Т. путем пропускани тока 1 с частотой 50 Гц через второй индуктор и электроды, погруженные в стекломассу . Одновременно накладывают упругие колебани Р с частотой 45,5 кГц (фиг.2),а температуру в рабочей емкости печи повышают со скоростью 8°С/мин до-780°С.

Две последующие засыпки предвод т также над расплавом, а температуру со скоростью около 7°С/мин довод т до 1200 С. Затем провод т последнюю засыпку, а температуру повьш1ают со скоростью 7 С/мин до 1400 С, что соответствует динамической в зкости стекломассы Ig 2,3 П.

Гомогенизацию стекломассы провод т при 1350 С, что соответствует ее динамической в зкости Igg 2,4 П.

Осветление стекломассы провод т при 1450 С, что соответствует динамической в зкости ,1 П под воздействием упругих колебаний Р, создаваемых путем пропускани переменных токов 1 и I, через индуктор промьш1ленной и повышенной частот (фиг.З). Зависимость индукции низкочастотного магнитного пол Е и акустического давлени Р от времени t показана на фиг.4,

Пример 2. Дл варки стекла, вес.%: SiOi 58,5; , 20,О; 1,5 и 20,0, дл шихты на 100кг приготовл ют и взвешивают следующие материалы, кг: молотый кварцевый песок 4,51-, , 2,73, А1,0, 0,12 и , 2,64.

Дл первой засыпки (весом 3,0кг) приготовл ют смесь, содержащую, кг:

кварцевый песок 0,54 Н,ВО 0,81 и 1,65, что соответствует эвтектическому составу, вес.%: SiOj

В,0,

23,6 и Na О 48,9, с т.пл

21,5- 530°С.

Шихтна смесь дл второй засыпки (весом 1,5 кг) содержит, кг: 0,9 и , 0,6, что соответствует эвтектическому составу, вес.%: , 72,3 и Na,.,0 27,7, с т.пл. 722°С.

Шихтна смесь дл двух последующих засыпок содержит по 1,9 кг кварцевого песка и 0,5 кг ,.

Дл последней засыпки остаетс смесь, кг: глинозем 0,12 и Na 0,39.

Варку стекла осуществл ют следующим образом.

Электропровод щий тигель нагревают со скоростью 10,о С/мин до 550 С при помощи переменного магнитного пол В, с индукцией 0,01 Т, создаваемого переменным током If (плотность тока J, около 0,5 А/см, частота 50,3 кГц), пропускаемым через индуктор переменного тока повышен-. ной частоты (фиг.1) и производ т первую засыпку шихтной смеси.

После провара стекломассы над расплавом производ т вторую засыпку щихтной смеси, состав которой соответствует соотношени м окислов к эвтектическому составу с т.пл. 722 С и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле В с индукцией 0,07 Т путем пропускани тока

Ю

15

2 с частотой 50 Гц через второй индуктор и электроды, погруженные в стекломассу. Одновременно накладывают упругие колебани с частотой 50,3 кГц (фиг.2), а температуру в тигле повьппают со скоростью 10 С/мин до 780 С. С введением последующих засыпок температуру повышают до температуры , соответствующей динамической в зкости стекломассы Ig 2,3. В последнюю очередь ввод т над стекломассой шихтную смесь, содержащую .1,2 кг глинозема и 3,9 кг . После силикато- и стеклообразовани стекломассу гомогенизируют при температуре , соответствующей динамической в зкости стекломассы, равной 1§2 2,5. Стадию осветлени осуществл ют при температуре, соответствующей в зкости стекломассы ,0 под воздействием упругих колебаний Р, создаваемых путем пропускани переменных токов Ij и I, через индукторы промьшшенной и повышенной частот (фиг.З).

Результаты оценки пузыриости путем просмотра нумерованных образцов проб блочного стекла объемом 200 см

30 (10102 см) на установке, а также результаты оценки бессвильности, приведены в таблице и сравниваютс с образцами, варка,которых осуществл етс по тем же температурным ре35 жимам, но без использовани электромагнитных полей.

20

Режимы варки стекла

Количество пузырей диаметром 0,03 мм н выше, соответствующее классам

А

До 10

Предлагаемым способом

Без использовани полейПредлагаемым способом

Без использовани полей

Свильность

В

До 30

До 100

До 300

24

свилей ie обнаружено

наблюдались 113 нитевидные свили

свилей не об- - наружено

наблюдались 127 нитевидные свили

512

Предлагаемый способ варки стекла по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: оптическое .стекло приобретает высокую однородность , высокую степень осветлен- ности и предотвращаетс загр знение инородными ионами в результате того, что наиболее трудоемкие и энергоем7 кие стадии варки осуществл ютс без применени механических мещалок, контактирующих со стекломассой П15И высоких температурах повышаетс посто нство химического состава оптических стекол в результате того, что значительна часть легкоиспар ющихс окислов, в частности BjO, и (KjO, ), ввод т в.шихтной смеси, соответствующей соотношению этих окислов составам легкоплавких эвтек.- тик, сокращаетс продолжительность варки стекла в результате того, что наиболее тугоплавкие компоненты шихты, например глинозем, ввод т в смеси с небольшим количеством щелочных окислов, которые плав тс при низких температурах, пронизывают зерна глинозема и, тем самым, ускор ют плавление последних.

Ji

(pm.l

9

5

0

5

50 .6

Ф (3 Р м у п 3 и 3 |1 б р f т е и и

Способ варки стекла путем последовательной загрузки, нагрева и расплавлени в магнитном поле, создаваемым индуктором повышенной частоты порции, начина от легкоплавкой и конча тугоплавкой шихты, гомогенизацию и осветление полученного расплава, отличающийс тем, что, с целью повыше1ги качества стекла, порции шихты готов т из стеклообразующего компонента с добавкой компонентов, образующих с ним легкоплавкие и тугоплавкие эвтектики , при плавлении тугоплавких порций шихты дополнительно накладывают магнитное поле пропусканием тока промышленной частоты через дополнительный индуктор и погружаемые в стекломассу электроды, а затем ввод т шихту, содержащую остатки стек- лообразующих окислов, глинозем и щелочные оксиды, причем на стадии осветлени накладывают упругие колебани путем пропускани переменного тока через индукторы промышленной и повышенной частот.

N, «Оh

Jf

cpuz.Z

фиг.

в.

фигЛ

Claims

Формула изобретения

Способ варки стекла путем последовательной загрузки, нагрева и рас5 плавления в магнитном поле, создаваемым индуктором повышенной частоты порции, начиная от легкоплавкой и кончая тугоплавкой шихты, гомогенизацию и осветление полученного 10 расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стекла, порции шихты готовят из стеклообразующего компонента с добавкой компонентов, образующих с ним

15 легкоплавкие и тугоплавкие эвтектики, при плавлении тугоплавких порций шихты дополнительно накладывают магнитное поле пропусканием тока промышленной частоты через дополни20 тельный индуктор и погружаемые в стекломассу электроды, а затем вводят шихту, содержащую остатки стеклообразующих окислов, глинозем и щелочные оксиды, причем на стадии

25 осветления накладывают упругие колебания путем пропускания переменного тока через индукторы промышленной и повышенной частот.

фиг.2 фиг.З

I 284 950