UA72786C2 - A device for the melting and purifying of inorganic substances - Google Patents

A device for the melting and purifying of inorganic substances Download PDF

Info

Publication number
UA72786C2
UA72786C2 UA2002076059A UA2002076059A UA72786C2 UA 72786 C2 UA72786 C2 UA 72786C2 UA 2002076059 A UA2002076059 A UA 2002076059A UA 2002076059 A UA2002076059 A UA 2002076059A UA 72786 C2 UA72786 C2 UA 72786C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
melt
melting
glass
temperature
plastic
Prior art date
Application number
UA2002076059A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Schott Glas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott Glas filed Critical Schott Glas
Publication of UA72786C2 publication Critical patent/UA72786C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • F27B14/061Induction furnaces
    • F27B14/063Skull melting type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/021Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/425Preventing corrosion or erosion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/44Cooling arrangements for furnace walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/70Skull melting, i.e. melting or refining in cooled wall crucibles or within solidified glass crust, e.g. in continuous walled vessels
    • C03B2211/71Skull melting, i.e. melting or refining in cooled wall crucibles or within solidified glass crust, e.g. in continuous walled vessels within segmented wall vessels where the molten glass solidifies between and seals the gaps between wall segments

Description

Опис винаходу
Винахід стосується пристрою для плавлення або очистки скла чи склокераміки. 2 Такі пристрої відомі у формі так званих гарнісажних тиглів. Вони мають стінку тигля, яка у цілому є циліндричною і складається з кільця вертикальних металевих труб. Між розташованими одна біля одної трубами наявні щілини. З металевих труб може бути виконане і дно тигля, проте воно може складатися також і з вогнетривкого матеріалу. Своїми кінцями ці труби приєднані до вертикальних труб для вводу та виведення охолоджувального засобу. 70 Нагрівання відбувається за допомогою індукційної котушки, обмотаної навколо стінки тигля, Через яку енергія високої частоти подається до плавильної ємності.
Такий гарнісажний тигель відомий, наприклад, з ЕРО52802581.
Гарнісажний тигель працює наступним чином: ємність заповнюється шихтою чи осколками скла або їх сумішшю. Скло і, відповідно, розплав повинні спочатку попередньо нагрітися, щоб досягти певної мінімальної 19 провідності. Попереднє нагрівання відбувається часто за допомогою пальника. Якщо досягнуто температури зчеплення, то подальша подача енергії може здійснюватися шляхом інсоляції високочастотної енергії. Також під час експлуатації в особливих випадках може бути вигідним додатково до нагрівання енергією високої частоти нагрівати розплав ще й пальником, яким діють на розплав зверху, або ж гарячим відхідним газом. Зокрема, при використанні гарнісажного тигля для очистки скла це у багатьох випадках є просто необхідним. Адже якщо поверхня шихти холодна і, відповідно, має більшу в'язкість, то цим створюються перешкоди для виходу з розплаву пухирців газу чи повітря, або ж це призводить до утворення піни.
Гарнісажний принцип дозволяє застосовувати й інші плавильні ємності як тиглі. Взяти, наприклад, патент рЕ19939782А1. Тут в ємності встановлено декілька О-подібних труб, розташованих одна біля одної так, що вони утворюють відкритий зверху клітинноподібний гарнісажний жолоб. Індукційна котушка обвиває при цьому цей с 29 жолоб таким чином, що її витки пролягають вздовж бічних стінок жолоба. Ге)
Таким чином, винахід стосується будь-якого виду пристрою, у якому ємність складається з великої кількості металевих труб, які, зі свого боку, сполучені з охолоджувальним середовищем і високочастотна енергія по яких подається в плавильну ємність.
Зазначені металеві труби виготовлені цілком з міді. Звідси відповідно випливають наступні проблеми: ее, по-перше, існує небезпека, що мідь з таких труб потрапить в розплав. Це призведе до його забруднення с виразними барвними вкрапленнями з відтінками міді.
Наступна проблема полягає у тому, що газоподібні або тверді компоненти, як, наприклад, НЕ, Р 2О5, В2Оз, - 5О», ЗОЗ, Сі», що видаляються із скла, осаджуються на охолоджуваній та непокритій розплавом частині тигля і Га викликають там корозію. Це призводить до руйнування тигля, а також забруднення розплаву. Крім того, усунення залишків скла при очищенні плавильної ємності є дорогою і трудомісткою справою, через те що такі залишки в міцно пристають до поверхні металевих труб.
В основу винаходу покладено завдання створити пристрій зазначеного типу таким чином, щоб не допустити забруднення розплаву скла матеріалом, з якого виготовлені металеві труби, уникнути будь-якої корозії і « розв'язати проблему налипання розплаву скла. З 50 Це завдання вирішується за допомогою відмітних ознак пункту 1 формули винаходу. с При вирішенні поставленого завдання раніше йшли різними шляхами. Використання платини замість міді є не з» тільки значно дорожчим, але й не до кінця довершеним рішенням щодо уникнення забруднень в розплаві скла.
Ідея ж застосування пластмаси через низьку точку плавлення цих матеріалів взагалі повинна була розглядатися як помилкова. Проте винахідники мають знати, що пластмаса попри свою низьку температуру розм'якшення і плавлення є дуже придатною як матеріал для покриття і здатна вирішити проблему. Як засвідчили 7 експерименти, саме завдяки охолодженню металевих труб контактна температура між покриттям з пластмаси ка згідно з винаходом, з одного боку, і розплавом скла, з іншого, зберігалася нижче температури плавлення пластмаси. Пластмасове покриття після експериментів залишилося неушкодженим, і плавильну ємність можна 7 було використовувати знову. о 20 За допомогою запропонованого у винаході пластмасового покриття вирішується найважливіше із вищезазначених, завдань, а саме вдається уникнути забруднення розплаву. У даному випадку в гарнісажному с тиглі виплавлялося лужне цинкосилікатне скло. Волокна, що були одержані з цього скла, мали надзвичайно низьку розбіжність тонів, що означає, що покриття запобігло проникненню міді з гарнісажного тигля в розплав.
Натомість в одному контрольному досліді були застосовані мідні труби без покриття. Це призвело до значного 52 барвного забруднення скла відтінком міді.
ГФ) В іншому досліді в обладнаному відповідно до винаходу тиглі виплавлялося фосфатне і фторфосфатне скло.
Одержане таким способом скло показало високу оптичну чистоту, якої звичайно вдавалося досягти лише в о платинових плавильних тиглях. До того ж розплав був позбавлений часток платини, що в платинових тиглях, цілком природно, не може бути гарантоване. Таке скло було придатне для використання в лазерах високої бо енергії. Відповідно до винаходу, пристрої з пластмасовим покриттям також придатні для оксидосольових або металевих плавок. При цьому спеціаліст має узгоджувати одне з одним параметри охолодження, з одного боку, і властивості пластмаси, з іншого.
Повністю вирішується й інша важлива частина завдання - уникнення корозії. Корозія не з'являється більше у покритих згідно з винаходом охолоджуваних трубах. бо При застосуванні покриття, згідно з винаходом, не відбувається також жодного налипання залишків скла. Тим самим виключаються витрати на видалення цих залишків, так що очищення тигля по закінченні плавильного або очисного процесу не становить жодної проблеми.
Інший переважний ефект винаходу полягає у наступному: покриття, відповідно до винаходу, являє собою відмінну електроізоляцію. Вона запобігає електричному пробою між окремими зонами тигля. Цей ефект має досить важливе економічне значення. Він дозволяє збільшити величину тигля. Якщо тигель буде більшим і, таким чином, матиме більшу об'ємну місткість, процес очистки або плавки буде більш рентабельним. Звичайно максимальна висота тигля визначалася виходячи з того, що виникаючі в охолоджувальних штифтах індукційні напруги, коли вони стають надто високими, розряджаються на розплав. Це призводить до утворення електричної 7/0 дуги та руйнування гарнісажного тигля. Якщо ж охолоджувальні штифти покриті тефлоном, то індукційні напруги можуть виникати раніше, ніж починає утворюватися електрична дуга.
Під час практичного досліду були задіяні наступні параметри: - плавильний пристрій являв собою вертикальний гарнісажний тигель з мідними трубами з товщиною стінки 1мм; - покриття складалося з пластмаси з високим вмістом фтору; - товщина шару становила 150мк; - температура розм'якшення пластмаси дорівнювала близько 3002; - температура плавлення пластмаси дорівнювала близько 45022; - мідні труби охолоджувалися водою; - в тиглі виплавлялося фосфатне, фторфосфатне і лужне цинкосилікатне скло; - температура розплаву знаходилась в межах 150090.
Товщина шару покриття не повинна бути надто великою. Цьому є наступна причина: пластмаса, як відомо, теплоізоляційний матеріал і, отже, перешкоджає переходу тепла з одного боку до іншого. Якщо шар покриття надто товстий, то це може призвести до того, що перебуваючому в зоні контакту з пластмасою розплаву не с вистачатиме більше тепла внаслідок циркулюючого в металевій трубі охолоджувального середовища. Потім о зазначена зона може почати набирати температури, яка перевищуватиме температуру плавлення пластмаси.
Це також є причиною того, що замість металу не можна брати як базовий матеріал труб пластмасу саму по собі.
Потрібен, таким чином, комбінований варіант труби з внутрішнім металевим корпусом і зовнішнім пластмасовим покриттям при відповідному узгодженні товщини шару з експлуатаційними умовами процесу. Насамперед це «0 стосується, як зазначалося вище, температури розплаву, що наявна у процесі. Отже, як базовий у будь-якому випадку потрібен добре провідний матеріал. Досвід засвідчив, що товщина покриття пластмаси має бути со максимально малою, зокрема складати загалом менше мм. -
Як базовий матеріал труб придатна, як зазначалося, насамперед мідь, але прийнятні також й платина, сталь, чисті метали, алюміній або сплави з цих металів. сч
Відповідно до винаходу пристрої особливо придатні для наступного використання: ч- - для виготовлення лужного цинкосилікатного скла; - для виготовлення фосфатного скла; - для виготовлення фторфосфатного скла; « - для виготовлення лантанборатного скла; - для виготовлення скла, при виробництві якого вивільняються корозійні гази, такі як 505, ЗО», Сі» або НЕ; - с - для виготовлення замутненого скла, що містить сірчані, селенові і/або телурові сполуки; ц - для виготовлення скла, яке у процесі виробництва змішується з елементарними галогенами, зокрема "» хлором, наприклад, для видалення води, що вивільняється; - для проведення оксидних плавок, які при охолодженні кристалізуються; - для виготовлення агресивного скла. -І іме)

Claims (5)

Формула винаходу -І
1. Пристрій для плавлення і очищення неорганічних речовин, зокрема скла, який відрізняється тим, що со містить велику кількість металевих труб, які сполучені з охолоджувальним середовищем і розташовані одна біля ФО одної таким чином, що вони утворюють ємність, котушку високої частоти для подання енергії в ємність, причому металеві труби покриті пластмасою, температура плавлення якої нижча від температури розплаву, а охолоджувальна система виконана і розташована таким чином, що температура граничного шару розплаву, безпосередньо оточуючого труби пристрою, нижча від температури плавлення матеріалу покриття.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що товщина покриття складає 250 мк або менше.
о З. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що матеріалом покриття є пластмаса, яка містить фтор. ко
4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що матеріал покриття містить фторалкокси.
5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що базовим матеріалом металевих труб є мідь. 60 Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 4, 15.04.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. б5
UA2002076059A 2000-01-19 2001-11-01 A device for the melting and purifying of inorganic substances UA72786C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10002019A DE10002019C1 (de) 2000-01-19 2000-01-19 Vorrichtung zum Erschmelzen oder Läutern von anorganischen Substanzen insbesondere Gläsern oder Glaskeramiken
PCT/EP2001/000272 WO2001053222A1 (de) 2000-01-19 2001-01-11 Vorrichtung zum erschmelzen oder läutern von anorganischen substanzen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA72786C2 true UA72786C2 (en) 2005-04-15

Family

ID=7627948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2002076059A UA72786C2 (en) 2000-01-19 2001-11-01 A device for the melting and purifying of inorganic substances

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6757317B2 (uk)
EP (1) EP1250294B1 (uk)
JP (1) JP4749645B2 (uk)
KR (1) KR100507129B1 (uk)
CN (1) CN1235819C (uk)
AT (1) ATE245608T1 (uk)
AU (1) AU2001231673A1 (uk)
DE (2) DE10002019C1 (uk)
EA (1) EA003539B1 (uk)
UA (1) UA72786C2 (uk)
WO (1) WO2001053222A1 (uk)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002020C2 (de) * 2000-01-19 2003-08-14 Schott Glas Beschichtung von gekühlten Vorrichtungen
DE10142405B4 (de) * 2000-09-04 2011-09-15 Schott Ag Vorrichtung, deren Verwendung und Verfahren zum Einleiten von aggressiven Gasen in eine Glasschmelze
DE10133469B4 (de) * 2001-07-10 2004-10-14 Schott Glas Vorrichtung zum Schmelzen hochreiner optischer Gläser
DE10244783A1 (de) * 2001-10-02 2003-04-24 Schott Glas Hochreines bioaktives Glas sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE10225366B3 (de) * 2002-06-06 2004-03-11 Schott Glas Blei- und arsenfreies Kurzflint-Sonderglas
US6960813B2 (en) * 2002-06-10 2005-11-01 New Wave Research Method and apparatus for cutting devices from substrates
DE10257049B4 (de) * 2002-12-06 2012-07-19 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Borosilicatgläsern, Boratgläsern und kristallisierenden borhaltigen Werkstoffen
DE102005054319B4 (de) * 2005-11-11 2013-04-25 Schott Ag Modularer Skulltiegel, Begrenzungs- und Erweiterungselemente und Verfahren zum Schmelzen und/oder Läutern einer anorganischen Substanz, insbesondere von Glas
DE102006003520A1 (de) * 2006-01-24 2007-08-02 Schott Ag Kontinuierliches Läutern von Gläsern mit einem hochfrequenzbeheizten Aggregat
EP2387546A4 (en) * 2008-12-01 2015-10-28 Inductotherm Corp CLEANING OF SILICON BY ELECTRIC INDUCTION MELTS AND DIRECTED PARTIAL COOLING OF THE MELTS
CN103011220A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 一种5n高纯氧化铝多晶料的生产方法
WO2016064806A1 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Navus Automation, Inc. Fused silica furnace system & method for continuous production of fused silica

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL99074C (uk) 1956-08-10
FR1306851A (fr) 1961-11-22 1962-10-19 Glaverbel Appareil pour la fusion de produits tels que le verre et procédé pour son exploitation
GB977546A (en) 1963-01-10 1964-12-09 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to apparatus for processing fusible materials
GB1159011A (en) 1966-01-06 1969-07-23 Pilkington Brothers Ltd Improvements in or relating to Apparatus for Stirring High Temperature Liquids.
GB1221909A (en) 1969-10-01 1971-02-10 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to apparatus for the heat treatment of electrically conductive materials
US4122718A (en) 1975-07-16 1978-10-31 Gustafson Reuben V Liquid level sensor
US4342803A (en) 1980-10-14 1982-08-03 Owens-Illinois, Inc. Heat-resistant vacuum pad and method of making same
US4420876A (en) 1981-05-06 1983-12-20 The Boeing Company Method of coil assembly for hot melt induction heater apparatus
FR2531062A2 (fr) 1981-11-06 1984-02-03 Saphymo Stel Dispositif de fusion par induction directe de substances dielectriques du genre verres ou emaux
DE3229461A1 (de) 1982-08-06 1984-02-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zum tiegelfreien zonenschmelzen eines, insbesondere aus silicium bestehenden halbleiterstabes
FR2566890B1 (fr) 1984-06-29 1986-11-14 Commissariat Energie Atomique Cage froide pour creuset a fusion par induction electromagnetique a frequence elevee
GB2223426B (en) 1988-08-03 1992-09-30 Kitechnology Bv Apparatus for forming plastics coated tube
US4923508A (en) * 1989-05-08 1990-05-08 Howmet Corporation Segmented induction skull melting crucible and method
EP0528025B1 (fr) * 1991-03-05 1996-06-12 Commissariat A L'energie Atomique Four de fusion en continu de melanges d'oxydes par induction directe a haute frequence a temps d'affinage tres court et a faible consommation en energie
JP3287031B2 (ja) * 1991-10-16 2002-05-27 神鋼電機株式会社 コールドウォール誘導溶解ルツボ炉
DE4142245A1 (de) 1991-12-17 1993-06-24 Tro Transformatoren Und Schalt Isolierung fuer induktoren von induktiven erhitzungsanlagen und verfahren zu ihrer herstellung
US6109062A (en) 1996-10-08 2000-08-29 Richards; Raymond S. Apparatus for melting molten material
GB9704222D0 (en) 1997-02-28 1997-04-16 Shaw Richard D A component
US6334337B1 (en) 1999-08-17 2002-01-01 Pedro Buarque de Macedo Air bubbler to increase glass production rate
DE19939782C1 (de) 1999-08-21 2001-05-17 Schott Glas Vorrichtung und Verfahren zum Erschmelzen oder Läutern von Gläsern oder Glaskeramiken
DE19939772C1 (de) * 1999-08-21 2001-05-03 Schott Glas Skulltiegel für das Erschmelzen oder das Läutern von Gläsern
DE10002020C2 (de) 2000-01-19 2003-08-14 Schott Glas Beschichtung von gekühlten Vorrichtungen

Also Published As

Publication number Publication date
CN1235819C (zh) 2006-01-11
JP4749645B2 (ja) 2011-08-17
US20030048829A1 (en) 2003-03-13
DE50100415D1 (de) 2003-08-28
KR20020081262A (ko) 2002-10-26
AU2001231673A1 (en) 2001-07-31
EA200200771A1 (ru) 2002-12-26
KR100507129B1 (ko) 2005-08-09
WO2001053222A1 (de) 2001-07-26
ATE245608T1 (de) 2003-08-15
CN1395546A (zh) 2003-02-05
DE10002019C1 (de) 2001-11-15
US6757317B2 (en) 2004-06-29
EA003539B1 (ru) 2003-06-26
EP1250294B1 (de) 2003-07-23
EP1250294A1 (de) 2002-10-23
JP2003520179A (ja) 2003-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8869564B2 (en) Method for temperature manipulation of a melt
KR920003221B1 (ko) 에너지 절약형 유리 용해 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 유리 용해로
JP4242586B2 (ja) 無機物質を溶融ないし精製するためのスカル坩堝
UA72786C2 (en) A device for the melting and purifying of inorganic substances
US8424342B2 (en) Melting and refining in tanks with cooled walls
KR101377897B1 (ko) 용융 유리 형성 방법
US20060144089A1 (en) Method and apparatus for heating melts
HU210166B (en) Method and apparatus for melting and refining glass like materials
JP6010178B2 (ja) ガラス溶融物からガラス製品を生産する方法および装置
CN1207224C (zh) 连续熔化和提纯无机化合物的设备
CA1242585A (en) Ablating liquefaction employing plasma
EP3362755B1 (en) Furnace
US7010941B2 (en) Coating of cooled devices
EP0349405B1 (fr) Procédé et installation de fusion par micro-ondes d'un matériau corrosif à chaud
KR100790788B1 (ko) 연속식 유리 용융로
EP2499101A2 (en) Melting method and apparatus
JP2006143549A (ja) ガラスの製造方法およびガラス熔融装置
JPH10147822A (ja) 坩堝炉型アルミニウム溶解装置
RU2742681C1 (ru) Печной агрегат для производства рентгенозащитного стекла
JPH0952077A (ja) フライアッシュの溶融処理装置
MXPA00012325A (en) Laser communication system and methods
SE418958B (sv) Varmugn
KR20080091613A (ko) 유리 용융용 전기로 및 이를 이용한 유리 용융방법
PL148248B1 (en) Method of melting glass furnace charges