СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЛОАТ-СТЕКЛА

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЛОАТ-СТЕКЛА


RU (11) 2299183 (13) C1

(51) МПК
C03B 18/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.05.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005135370/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.11.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.11.14 
(45) Опубликовано: 2007.05.20 
(56) Аналоги изобретения: DE 1285684 A1, 19.12.1968. SU 683192 A, 07.09.1982. RU 2096359 С1, 20.11.1997. JP 2001305562 А, 31.10.2001. US 4138239 А, 06.02.1979. 
(72) Имя изобретателя: Жималов Александр Борисович (RU); Солинов Владимир Федорович (RU); Каплина Татьяна Васильевна (RU); Горина Инесса Николаевна (RU); Файнберг Евгений Борисович (RU); Шитова Людмила Александровна (RU); Гончарова Елена Алексеевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Саратовский институт стекла" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 410041, г.Саратов, Московское ш., 2, ОАО "Саратовский институт стекла", отдел научно-технической информации 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЛОАТ-СТЕКЛА

Изобретение относится к способу производства флоат-стекла и может быть использовано для получения стекла с повышенными прочностными свойствами. Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения флоат-стекла с улучшенным качеством нижней его поверхности. Данная задача решается путем интенсификации окисления сернистого ангидрида (SO2) в серный ангидрид (SO3) при обработке нижней поверхности флоат-стекла в процессе его выработки. Интенсификация окисления достигается путем дополнительной ионизации воздуха, подаваемого в смеси с сернистым ангидридом. Уровень ионизации составляет (103-108 )1/см3. 1 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники
Изобретение относится к способу производства флоат-стекла и может быть использовано для получения стекла с повышенными прочностными свойствами.
2. Уровень техники
Известен способ производства листового стекла с повышенными прочностными свойствами, в соответствии с которым свежеотформованная лента стекла выводится в печь отжига, где на поверхность стекла подается смешанный с воздухом сернистый ангидрид (SO 2), часть которого окисляется кислородом воздуха до серного ангидрида (SO3) (Гороховский В.А., Щербакова В.П. Обработка сернистым газом - потенциальная возможность улучшения технологии производства оконного стекла. // Стекло и керамика. - 1970. - №3. - С.7-10.).
Серный ангидрид (SO 3), как более реакционо-способный реагент, интенсивно взаимодействует с поверхностью стекла, упрочняя его.
Недостатком такого способа является то, что при этом лишь незначительная часть сернистого ангидрида (SO2) окисляется, поэтому он в большом количестве выбрасывается в атмосферу. Кроме того, во влажной среде образуются высокотоксичные соединения: капли серной кислоты и олеума, которые вызывают коррозию оборудования.
Наиболее близким по технической сущности решением является способ по патенту ФРГ №1285684, МКИ С03b, согласно которому с целью интенсификации процесса окисления сернистого ангидрида (SO2) смесь его с воздухом пропускается над катализатором. В качестве катализатора предлагается использовать хлорид платины.
Недостатком такого способа является дефицитность и высокая стоимость материалов для изготовления катализаторов, которые требуют частой замены. Кроме того, такой способ не обеспечивает полного окисления сернистого ангидрида в серный ангидрид.
3. Раскрытие изобретения
Основной задачей настоящего изобретения является разработка способа производства флоат-стекла с улучшенным качеством нижней поверхности.
Во избежание повреждения ленты стекла металлическими валами роликового конвейера и с целью улучшения его прочностных свойств (химическая стойкость и механическая прочность) нижнюю поверхность ленты обрабатывают газообразным сернистым ангидридом (SO2).
Время контакта сернистого ангидрида с поверхностью движущейся ленты стекла составляет от 1 до 3 минут, в зависимости от толщины стекла. Этого времени недостаточно для получения максимального эффекта упрочнения и выщелачивания поверхностных слоев стекла. Кроме того, сернистый ангидрид является токсичным газом, поэтому при использовании в непрерывном производстве возникает проблема снижения его расхода. Добиться повышения прочностных свойств нижней поверхности стекла и уменьшения расхода сернистого ангидрида (SO2) можно путем интенсификации процесса окисления сернистого ангидрида (SO2) в серный ангидрид (SO3).
В данном изобретении интенсификация процесса окисления сернистого ангидрида (SO 2) достигается путем дополнительной ионизации воздуха.
Предлагаемый нами способ производства флоат-стекла включает формование ленты стекла на расплаве металла, вывод сформованной ленты стекла на транспортирующие валы роликового конвейера печи отжига и обработку нижней ее поверхности сернистым ангидридом (SO2) следующим образом: сжатый воздух по трубопроводу подается в камеру, в которой находится ионизатор. В качестве ионизатора можно использовать бытовой ионизатор воздуха.
С помощью ионизатора воздух очищается и затем подвергается ионизации, то есть превращению атомов и молекул кислорода воздуха в ионы. Ионизация происходит в результате отрыва от атома или молекулы одного или нескольких электронов. Таким образом увеличивается количество активного кислорода, необходимого для окисления сернистого ангидрида (SO2) в серный ангидрид (SO 3).
Энергия, необходимая для отрыва электрона, создается при воздействии электрического поля. На ионизирующие электроды (иголки) ионизатора подается ток высокого напряжения, под влиянием которого на остриях иголок образуется разряд, и с них "стекают" электроны, поэтому камера должна быть изготовлена из материала, не проводящего ток.
При взаимодействии электронов с атомами и молекулами кислорода в непосредственной близости от электрода образуются легкие отрицательные ионы кислорода, которые движутся от иголок ионизатора направленным потоком. Уровень ионизации воздуха может изменяться в пределах от 103 до 108 1/см3, в зависимости от технологических параметров выработки стекла. Уровень ионизации определяется с помощью счетчика ионов, например, марки MAC-01.
Далее ионизированный воздух подается в смеситель, в котором смешивается с сернистым ангидридом (SO 2), подаваемым из баллона. Смесь ионизированного воздуха и сернистого ангидрида (SO2) поступает в газораспределительное устройство, через которое напыляется на нижнюю поверхность ленты стекла, где при температуре не ниже 450°С происходит реакция окисления сернистого ангидрида (SO2) в серный ангидрид (SO 3):

Затем при температуре ?550-600°С серный ангидрид (SO3) взаимодействует с оксидом натрия (Na2O), находящимся в поверхностном слое стекла, при этом происходит обесщелачивание поверхностного слоя:

Образующаяся на поверхности стекла сульфатная пленка (Na2SO4) защищает его от механического и химического воздействия.
Окисление сернистого ангидрида (SO2) в серный ангидрид (SO3) происходит за счет кислорода воздуха, причем чем больше в воздухе активного кислорода в виде ионов, тем больше сернистого ангидрида (SO2) прореагирует, то есть тем больше образуется серного ангидрида (SO 3), вступающего во взаимодействие со стеклом. При этом увеличивается толщина обесщелоченного слоя, следовательно, и степень упрочнения стекла (химическая и механическая).
Если не ставить задачу существенного повышения прочности стекла, то данный способ позволяет значительно снизить расход сернистого ангидрида (SO2).
Ионизацию газового реагента можно также осуществлять и после смешивания воздуха с сернистым ангидридом (SO2). При производстве стекла на мини-флоат-линиях расход сернистого ангидрида может изменяться в пределах 25-150 л/ч, расход сжатого воздуха - 300 л/ч.
Таким образом, с помощью ионизации воздуха перед обработкой поверхности стекла сернистым ангидридом можно улучшить прочностные свойства стекла, снизить расход сернистого ангидрида и уменьшить выбросы непрореагировавшего сернистого ангидрида в окружающую среду.
4. Краткое описание чертежа
На чертеже представлено схематическое изображение способа подачи сернистого ангидрида (SO2) на нижнюю поверхность ленты стекла в соответствии с предлагаемым изобретением.
На чертеже показаны: ванна 1, расплав металла 2, лента стекла 3, транспортирующие валы 4, шлаковая камера 5, печь отжига 6, газораспределительное устройство 7 в виде трубки с отверстиями или в виде трубки с щелевым дозатором, смеситель 8, баллоны с сернистым ангидридом (SO2) 9, камера 10, ионизатор 11.
5. Осуществление изобретения
Данное предполагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Стекломассу из стекловаренной печи производительностью 150 т/сутки подают в ванну 1 на поверхность расплава металла 2, где осуществляется формование ленты стекла 3 шириной 1850 мм и толщиной 4 мм.
Сформованную ленту стекла 3 из ванны расплава 1 подают на валы 4 шлаковой камеры 5 и роликового конвейера печи отжига 6, где осуществляется обработка нижней ее поверхности газовым реагентом - серным ангидридом (SO3).
Обработку нижней поверхности ленты стекла 3 проводят в интервале температур 600-550°С с помощью газораспределительного устройства 7.
Для этого сжатый воздух из общей системы, питающей флоат-линию через ротаметр типа РМ-0,63 ГУЗ подают в смеситель 8 в количестве 300 л/ч, где он смешивается с сернистым ангидридом (SO 2), подаваемым из баллонов 9 в количестве 150 л/ч, и окисляет его в серный ангидрид (SO3) по реакции (1).
Баллоны 8 с сернистым ангидридом (SO 2) снабжены игольчатым клапаном для точной регулировки расхода газа, монометром для поддержания постоянного давления и ротаметром типа РМ-0,25 ГУЗ для определения общего расхода сернистого ангидрида (SO2).
Полученная таким образом смесь воздуха сернистого и серного ангидридов поступает в газораспределительное устройство 6, через которое подается на нижнюю поверхность ленты стекла.
Такой способ обработки поверхности стекла позволяет снизить расход сернистого ангидрида (SO2) в 1,5-2 раза, при этом водостойкость нижней поверхности стекла повышается в 1,7 раза, прочность нижней поверхности стекла на ЦСИ - в 1,4 раза, по сравнению с вариантом, в котором используется подача одного сернистого ангидрида.
Вместе с тем, прочность на истирание нижней поверхности стекла практически остается на том же уровне.
Пример 2.
Процесс получения и обработки нижней поверхности ленты стекла ведут так же, как в примере 1, при этом воздух предварительно ионизируют.
Для этого сжатый воздух в количестве 300 л/ч через ротаметр типа РМ-0,63 ГУЗ подают в камеру 10, снабженную ионизатором 11, например электронным воздухоочистителем "Супер-Турбо-Плюс". Уровень ионизации воздуха в камере 9 в данном случае соответствует 103 1/см3.
Ионизированный воздух из камеры 10 подают в смеситель 8, где он смешивается с сернистым ангидридом (SO2 ), подаваемым из баллонов 8 в количестве 50 л/ч, и окисляет его в серный ангидрид (SO3) по реакции (1).
Смесь ионизированного воздуха и серного ангидрида (SO 3) поступает в газораспределительное устройство 7, через которое подается на нижнюю поверхность ленты стекла 3 и, взаимодействуя с поверхностью стекла по реакции (2), образует защитную сульфатную пленку.
В этом случае расход сернистого ангидрида (SO 2) снижается в 3 раза, по сравнению с вариантом, описанным в примере 1. В тоже время водостойкость нижней поверхности стекла повышается в 4-5 раз, прочность нижней поверхности стекла на ЦСИ - в 2,3 раза, прочность на истирание - в 1,8 раза, по сравнению с вариантом, в котором используется подача одного сернистого ангидрида.
Пример 3.
Процесс получения и обработки нижней поверхности ленты стекла ведут так же, как в примере 2, при этом расход подаваемого сернистого ангидрида (SO 2) составляет 25 л/ч, расход сжатого воздуха составляет 300 л/ч, уровень ионизации воздуха в камере 9 соответствует 10 8 1/см3.
В данном случае водостойкость и прочностные характеристики нижней поверхности стекла не изменяются и соответствуют показателям, приведенным в примере 2.
Однако такой способ позволяет снизить расход сернистого ангидрида (SO 2) в 6 раз, по сравнению с вариантом, описанным в примере 1.
Приведенные в примерах 2, 3 варианты осуществления изобретения являются лишь некоторыми примерами использования данного изобретения для мини-флоат-линии.
Данный способ обработки поверхности стекла можно использовать и для линий производительностью 300-600 т/сутки и шириной ленты стекла до 3600 мм. При этом, соответственно, будут изменены расход воздуха и сернистого ангидрида.
Газовый реагент серный ангидрид (SO3), полученный таким образом, можно подавать и на верхнюю поверхность ленты стекла. Причем ионизацию воздуха можно проводить непосредственно в смесителе после смешивания его с сернистым ангидридом.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ производства флоат-стекла, включающий формование ленты стекла на расплаве металла, вывод сформованной ленты на валы печи отжига, обработку поверхности ленты стекла в шлаковой камере и/или печи отжига сернистым ангидридом (SO2 ) с воздухом, отличающийся тем, что воздух предварительно ионизируют, причем уровень ионизации воздуха составляет 10 3-108 1/см3 .



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru