Результат интеллектуальной деятельности: ФЛОАТ-ВАННА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА

1. Область техники

Изобретение относится к устройствам для производства флоат-стекла и может быть эффективно использовано для получения ленты стекла толщиной от 1,5 до 4,0 мм с повышенными прочностными свойствами.

2. Уровень техники

Известно устройство для производства листового стекла на расплаве металла толщиной 6,0 мм и менее 3,0 мм (Бондарев К.Т. Листовое полированное стекло. - М.: Стройиздат, 1978. - 167 с.).

Устройство представляет собой флоат-ванну, которая состоит из прямоугольного бассейна и свода. В бассейне, выложенном огнеупорными брусьями, находится расплавленное олово. Пространство между бассейном и сводом по всей длине флоат-ванны заполнено смесью азота и водорода (защитная атмосфера), которую подают во флоат-ванну по системе трубопроводов.

Флоат-ванна находится в металлическом кожухе, что обеспечивает ее герметичность. Во флоат-ванне поддерживается положительное давление защитной атмосферы с целью предотвращения окисления расплавленного олова.

Однако прямоугольная форма флоат-ванны не является оптимальной формой для получения ленты стекла на расплаве металла, которая формуется в начале флоат-ванны в виде лужи шириной, например, от 4,5 до 6,3 м в зависимости от толщины ленты стекла и на выходе в виде готовой ленты шириной от 2,0 до 3,6 м.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое приведено в патенте Великобритании №1315365, МПК С03В 18/02, принятое нами за прототип. Флоат-ванна в данном решении состоит из двух различных по ширине участков: широкой части в головной зоне и узкой в зоне охлаждения ленты стекла.

Из практики известны флоат-линии производительностью 500-600 т/сут, у которых длина широкой части флоат-ванны составляет до 45 м, узкой части - до 15 м.

Однако такие флоат-ванны также не являются оптимальными, особенно при производстве стекла тонких номиналов и имеют ряд существенных недостатков. Известно, что лента стекла во флоат-ванне в процессе вытягивания уменьшается по ширине непрерывно и только на конечном участке охлаждения (6-9 м до выходного порога ванны) практически не меняет ширину. По мере сужения ленты стекла от максимальной ширины до выработочной в существующих ваннах в зоне формования увеличивается свободная поверхность расплавленного металлического олова, что приводит к его окислению при самом незначительном содержании кислорода в ванне и отрицательно сказывается на качестве нижней (контактной с оловом) поверхности стекла и его механической прочности.

Эта проблема особенно остро проявляется в производствах, специализирующихся на выработке стекла разных толщин (1,5-4,0 мм) в одной флоат-ванне, так как при формовании стекла толщиной 4,0 мм ширина растекания лужи значительно меньше, чем при формовании стекла толщиной 1,5 мм.

3. Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции многозвенной флоат-ванны, максимально приближающейся по своей форме к контуру формуемой ленты стекла и обеспечивающей, тем самым, уменьшение свободной поверхности расплава олова.

Известно, что окисление олова во флоат-ванне способствует повышенной диффузии оксидов олова в нижнюю поверхность ленты стекла (более 0,3 г/м²), вызывающих разрыхление поверхностного слоя, а также приводит к таким дефектам поверхности, как налипание оксидов олова. Все это отрицательно сказывается на механической прочности нижней поверхности стекла и его качестве.

Предлагаемая флоат-ванна представляет собой металлический корпус, футерованный огнеупором, состоящий из прямоугольных участков различной ширины, последовательно уменьшающихся по ходу движения ленты стекла. В данной флоат-ванне количество участков различной ширины составляет не менее четырех. При этом ширина каждого последующего участка по сравнению с предыдущим уменьшается в 1,1÷1,4 раза, что является наиболее оптимальным вариантом производства качественного стекла с наименьшей площадью открытого пространства олова во флоат-ванне.

Конкретная конструкция флоат-ванны (количество участков ванны различной ширины и соотношения ширины участков) выбирается в зависимости от производительности флоат-линии, толщины и ширины ленты стекла.

Таким образом, предлагаемая конструкция флоат-ванны позволяет значительно уменьшить свободную поверхность зеркала олова и, соответственно, повысить качество и механическую прочность вырабатываемой ленты стекла.

Кроме того, при эксплуатации флоат-ванны, изготовленной по предлагаемому нами варианту с уменьшенным объемом, требуется загружать меньшее количество олова и подавать меньшее количество защитной атмосферы. При этом также снижается расход электроэнергии на ведение технологического процесса в ванне расплава.

4. Краткое описание чертежей

Один из вариантов флоат-ванны по предлагаемому изобретению представлен на чертеже, где показано схематичное изображение общего вида сверху бассейна флоат-ванны с четырьмя зонами (I з.; II з.; III з.; IV з.) формования ленты стекла: лента стекла 1, расплав олова 2, металлический корпус 3, футерованный огнеупором 4.

5. Осуществление изобретения

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Устройство для формования ленты стекла 1 толщиной 1,5-4,0 мм и общей шириной 3,6 м при производительности 500 т/сут на расплаве металла 2 представляет собой флоат-ванну, состоящую из металлического корпуса 3, футерованного огнеупором 4, с четырьмя зонами (I з.; II з.; III з.; IV з.) различной ширины, сужающимися по направлению движения ленты стекла 1.

Представленная конструкция флоат-ванны имеет следующую ширину по внутреннему пространству: I з. - 7,0 м; II з. - 6,3 м; III з. - 5,4 м; IV з. - 4,0 м и длину соответственно: I з. - 24,0 м; II з. - 18,0 м; III з. - 9,0 м; IV з. - 9,0 м.

Отношение ширины I з. к ширине II з. составляет ~1,1; отношение ширины II з. к ширине III з. составляет ~1,2; отношение ширины III з. к ширине IV з. составляет ~1,4.

Пример 2.

Устройство для формования ленты стекла 1 толщиной 1,5-4,0 мм и общей шириной 2,0 м при производительности 250 т/сут на расплаве металла 2 представляет собой флоат-ванну, состоящую из металлического корпуса 3, футерованного огнеупором 4, с четырьмя зонами (I з.; II з.; III з.; IV з.) различной ширины, сужающимися по направлению движения ленты стекла 1.

Представленная конструкция флоат-ванны имеет следующую ширину по внутреннему пространству: I з. - 5,0 м; II з. - 4,5 м; III з. - 3,8 м; IV з. - 2,7 м и длину соответственно: I з. - 15,0 м; II з. - 9,0 м; III з. - 9,0 м; IV з. - 6,0 м.

Отношение ширины I з. к ширине II з. составляет ~1,1; отношение ширины II з. к ширине III з. составляет ~1,2; отношение ширины III з. к ширине IV з. составляет ~1,4.

Возможны и другие варианты использования предлагаемого изобретения, например флоат-ванна с еще большим количеством зон в зависимости от производительности, толщины и ширины вырабатываемой ленты или флоат-ванна обтекаемой формы, приближающейся к форме ленты стекла, находящейся в ванне.