EA 32521B1 20190628 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/032521 Полный текст описания EA201692183 20150423 Регистрационный номер и дата заявки FR1453902 20140429 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок FR2015/051107 Номер международной заявки (PCT) WO2015/166172 20151105 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21906 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000032\521BS000#(1771:2512) Основной чертеж [**] СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ И ОСВЕТЛЕНИЯ СТЕКЛА Название документа [8] C03B 5/04, [8] C03B 5/182, [8] C03B 5/23 Индексы МПК [FR] Марио Оливье, [FR] Ле Верж Арно, [FR] Комб Жан-Мари Сведения об авторах [FR] СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС Сведения о патентообладателях [FR] СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000032521b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ получения стекломассы в устройстве, содержащем в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, затем бассейн кондиционирования, содержащий одно или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней по потоку ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи, причем способ включает плавку стекла в указанной плавильной/осветлительной печи и размеры устройства таковы, чтобы коэффициент K был больше 3,5, где причем где S f означает площадь под пламенем в печи; x 0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи; x 1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования; ?(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; P(x) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x и означает сумму K Si , соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем где ? i означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом S i и ? Si означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом S i .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что K >5,5.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что K >7,5.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или даже больше 13.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,4.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,6.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,8.

8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней могли образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.

9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.

10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м 3 стекла, более конкретно 700-1400 м 3 стекла.

11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.

12. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий от 10 до 30 об.% O 2 , оборудованы генераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.

13. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 80-100 об.% O 2 .

14. Способ по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.

15. Способ по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале обратный поток отсутствует.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.

17. Способ получения плоского стекла, включающий получение стекломассы способом по одному из пп.1-16, причем затем указанную стекломассу превращают в плоское стекло, выливая стекло на жидкий металл во флоат-ванне.

18. Устройство для получения стекломассы, содержащее в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, и бассейн кондиционирования, содержащий один или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, и дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи и размеры устройства для получения стекломассы таковы, чтобы коэффициент K был больше 3,5, где причем где S f означает площадь под пламенем в печи; x 0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи; x 1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования; ?(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; P(x) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x и означает сумму K Si , соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем где ? i означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом S i и ? Si означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом S i .

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что K >5,5.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что K >7,5.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или же больше 13.

22. Устройство по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,4.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,6.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,8.

25. Устройство по одному из пп.18-24, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования меньше 4 и предпочтительно меньше 3.

26. Устройство по одному из пп.18-25, отличающееся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней мог образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.

27. Устройство по одному из пп.18-26, отличающееся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.

28. Устройство по одному из пп.18-27, отличающееся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м 3 стекла, более конкретно 700-1400 м 3 стекла.

29. Устройство по одному из пп.18-28, отличающееся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.

30. Устройство по одному из пп.18-29, отличающееся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 10-30 об.% O 2 , оборудованы регенераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.

31. Устройство по одному из пп.18-30, отличающееся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.

32. Устройство по одному из пп.18-31, отличающееся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале не возникает обратный поток.

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.

34. Устройство для получения плоского стекла, содержащее устройство для получения стекломассы способом по одному из пп.1-17 и затем флоат-ванну, в которой стекло плавает на ванне жидкого металла.

35. Устройство по одному из пп.18-33, отличающееся тем, что оно содержит на всей свой длине стеновые брусья, вмещающие стекломассу, причем высота стекла соответствует расстоянию между верхним уровнем стеновых брусьев за вычетом полосы безопасности, обычно составляющей от 30 до 130 мм, в частности 80 мм, и уровнем подины.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ получения стекломассы в устройстве, содержащем в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, затем бассейн кондиционирования, содержащий одно или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней по потоку ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи, причем способ включает плавку стекла в указанной плавильной/осветлительной печи и размеры устройства таковы, чтобы коэффициент K был больше 3,5, где причем где S f означает площадь под пламенем в печи; x 0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи; x 1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования; ?(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; P(x) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x и означает сумму K Si , соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем где ? i означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом S i и ? Si означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом S i .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что K >5,5.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что K >7,5.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или даже больше 13.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,4.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,6.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,8.

8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней могли образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.

9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.

10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м 3 стекла, более конкретно 700-1400 м 3 стекла.

11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.

12. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий от 10 до 30 об.% O 2 , оборудованы генераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.

13. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 80-100 об.% O 2 .

14. Способ по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.

15. Способ по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале обратный поток отсутствует.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.

17. Способ получения плоского стекла, включающий получение стекломассы способом по одному из пп.1-16, причем затем указанную стекломассу превращают в плоское стекло, выливая стекло на жидкий металл во флоат-ванне.

18. Устройство для получения стекломассы, содержащее в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, и бассейн кондиционирования, содержащий один или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, и дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи и размеры устройства для получения стекломассы таковы, чтобы коэффициент K был больше 3,5, где причем где S f означает площадь под пламенем в печи; x 0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи; x 1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования; ?(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; P(x) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x и означает сумму K Si , соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем где ? i означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом S i и ? Si означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом S i .

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что K >5,5.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что K >7,5.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или же больше 13.

22. Устройство по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,4.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,6.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,8.

25. Устройство по одному из пп.18-24, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования меньше 4 и предпочтительно меньше 3.

26. Устройство по одному из пп.18-25, отличающееся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней мог образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.

27. Устройство по одному из пп.18-26, отличающееся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.

28. Устройство по одному из пп.18-27, отличающееся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м 3 стекла, более конкретно 700-1400 м 3 стекла.

29. Устройство по одному из пп.18-28, отличающееся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.

30. Устройство по одному из пп.18-29, отличающееся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 10-30 об.% O 2 , оборудованы регенераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.

31. Устройство по одному из пп.18-30, отличающееся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.

32. Устройство по одному из пп.18-31, отличающееся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале не возникает обратный поток.

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.

34. Устройство для получения плоского стекла, содержащее устройство для получения стекломассы способом по одному из пп.1-17 и затем флоат-ванну, в которой стекло плавает на ванне жидкого металла.

35. Устройство по одному из пп.18-33, отличающееся тем, что оно содержит на всей свой длине стеновые брусья, вмещающие стекломассу, причем высота стекла соответствует расстоянию между верхним уровнем стеновых брусьев за вычетом полосы безопасности, обычно составляющей от 30 до 130 мм, в частности 80 мм, и уровнем подины.


Евразийское 032521 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.06.28
(21) Номер заявки 201692183
(22) Дата подачи заявки 2015.04.23
(51) Int. Cl. C03B 5/04 (2006.01) C03B 5/182 (2006.01) C03B 5/23 (2006.01)
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВКИ И ОСВЕТЛЕНИЯ СТЕКЛА
(31) 1453902;1453903 (56) CN-Y-201250173
(32) 2014.04.29 CN-A-10232°721
(33) FR
(43) 2017.03.31
(86) PCT/FR2015/051107
(87) WO 2015/166172 2015.11.05
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС (FR)
(72) Изобретатель:
Марио Оливье, Ле Верж Арно, Комб Жан-Мари (FR)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Изобретение относится к способу и устройству получения стекломассы, содержащему в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, затем бассейн кондиционирования, снабжаемый стеклом от печи, причем размеры устройства для получения стекломассы таковы, чтобы коэффициент K, определяемый из размеров устройства, был больше 3,5. Изобретение позволяет рассчитать размеры устройства для плавки стекла таким образом, чтобы оно было более компактным и потребляло меньше энергии, давая, тем не менее, высококачественное стекло.
Изобретение относится к способу и устройству для плавки, осветления и кондиционирования стекломассы, потребляющему мало энергии и способному давать высококачественное стекло, которое можно, в частности, подавать во флоат-ванну для производства плоского стекла.
Устройство плавки и формования стекла состоит из последовательности зоны загрузки, зоны плавки и осветления, зоны кондиционирования и, наконец, зоны формования. Зона загрузки служит для введения сырья в печь. Зона плавки является местом, где сырье превращается в стекломассу. Чтобы получить стекломассу оптимального качества в отношении текучести, однородности и удаления пузырей, в зоне плавки необходимо достичь очень высоких температур с помощью ископаемого топлива или электрической энергии. Последующая зона кондиционирования служит для охлаждения стекла, чтобы довести его до температуры формования, которая намного ниже, чем температуры, испытываемые стеклом при его получении.
Устройство для получения стекла должно выдавать высококачественное стекло, т.е., стекло, содержащее как можно меньше нерасплавленного материала и как можно меньше пузырьков, при высокой производительности и одновременно с как можно более низкими расходами энергии и затратами на строительство. Из-за высоких затрат на строительство таких установок инновации в этой области затруднены и происходят медленно. Вот почему авторы настоящего изобретения провели всестороннее исследование конвективных механизмов в стекломассе, имеющих место в последовательно соединенных бассейнах, принимающих стекло, чтобы найти наиболее подходящие размеры и рабочий режим.
Патент EP 650934 описывает устройство для плавки стекла, содержащее плоскодонный плавильно-осветлительный бассейн, питающий проточный канал, достаточно мелкий, чтобы предотвратить образование контура рециркуляции стекломассы. Плавильно-осветлительный бассейн является местом локализации двух конвективных контуров циркуляции. Бассейн кондиционирования не за зоной осветления не предусмотрен. Также не имеется обратного потока стекла за зоной осветления. Поэтому за зоной осветления неизбежно будут образовываться дефекты.
Патент EP 2168923 описывает устройство для получения стекломассы, содержащее плавильно-осветлительную печь, подина которой постепенно повышается посредством множества ступеней между малой зоной плавки и большой зоной осветления. Течение стекла, выходящего из этой печи, является поршневым.
В FR 2299277 описывается устройство для плавки и осветления стекла, содержащее бассейн кондиционирования, внутри которого режим течения является поршневым. Хотя в осветлительном бассейне имеется частичное обратное течение к зоне осветления, эта зона обратного потока слишком короткая, чтобы получить достаточный эффект, учитывая вероятность появления дефектов в остальной части устройства. Кроме того, эта зона является настолько короткой, что она обязательно должна содержать мощные средства охлаждения до того как стекло проникнет в зону поршневого течения, которая может также считаться начальным элементом канала.
Патент US 3261677 описывает печь, содержащую зону осветления, но настолько мелкую, что в ней не может возникнуть обратный поток. Отсутствие обратного потока к зоне плавки неблагоприятно для разложения дефектов. В этом очень мелком месте подина обязательно находится при очень высокой температуре (примерно 1470°C), что способствует износу футеровки подины и благоприятствует образованию дефектов в стекле.
Документ CN 2012/50173Y описывает ступеньку 250-350 мм в печи глубиной 1100-1300 мм. Другие размеры печи можно определить из чертежей. Вообще говоря, такая печь имеет высокую потребляемую мощность и ведет к низкокачественному стеклу. Это подкрепляется тем фактом, что расчетное значение коэффициента К, определенного в настоящей заявке, для этой печи составляет около 1.
Документ CN 102320721 описывает печь, которая питает конический (в виде сверху) канал напрямую (т.е., выработочная часть отсутствует). Обратного потока в канал не имеется. Стекло неизбежно будет слишком горячим на входе в этой канал. Для достаточного охлаждения стекла в этом канале потребовалась бы слишком интенсивная продувка, и это привело бы к ухудшению оптического качества стекла. В частности, интенсивность продувки ASouff, выраженная как в примерах в настоящей заявке, составила бы примерно 193%.
Градиенты температуры в печи приводят к конвективному течению стекла в печи. Так, одна конвективная ячейка, или контур, начинается с ожижения загруженной порции, опускаясь на подину печи до достижения нижней горячей точки, откуда стекло начинает подниматься к поверхности. Второй циркуляционный контур, по потоку ниже первого, называемый нижним контуром, может образоваться от горячей точки подины плавильной/осветлительной печи, поднимаясь к и циркулируя у поверхности до выхода печи, и выходит из печи, чтобы пройти через бассейн кондиционирования. Стекло в печи горячее, чем в бассейне кондиционирования. Рекомендуется, чтобы температура в подине плавильно-осветлительной печи была ниже 1400°C. Это связано с достаточно большой глубиной стекла в плавиль-но-осветлительной печи, позволяющей образоваться контурам рециркуляции, чтобы температура подины могла удерживаться на уровне ниже 1400°C.
Термины верхний и нижний в настоящей заявке относятся, разумеется, к направлению потока стекла, который движется по течению.
Термины "ячейка" и "контур" в настоящем контексте являются синонимами. Местоположение контуров рециркуляции стекла часто описывалось в патентах прежнего уровня, но в этих патентах уделялось мало внимания их интенсивности и взаимодействиям друг с другом. Теперь же было обнаружено, что контур рециркуляции может иметь плотность потока, в несколько раз превышающую производительность плавильного устройства, и что модификация контура рециркуляции в отношении его местоположения или интенсивности отражается на характеристиках соседнего контура рециркуляции. Так, оказалось, что геометрические параметры устройства получения стекломассы, а также его рабочий режим напрямую влияют на местоположение и соответствующее равновесие двух контуров и на их интенсивность конвекции. Чем больше интенсивность контура рециркуляции, тем больше энергии требует сам этот контур от печи. К этим эффектам рециркуляции в стекломассе добавляются эффекты, связанные с эволюцией пузырьков в стекле, которые желательно удалить, заставляя их двигаться к поверхности стекла, но которые могут также снова поглощаться стеклом в более холодной зоне. Кроме того, концентрация осветлителя (чаще всего сульфата натрия) уменьшается по мере течения стекла, так как он постепенно расходуется, причем скорость его расхода повышается с повышением температуры стекла. Прежде чем достичь устройства формования, в частности плоского стекла, стекло должно быть охлаждено до температуры, подходящей для его формования. Эту функцию выполняет бассейн кондиционирования. Бассейн кондиционирования может иметь всего одно отделение, но обычно он содержит по меньшей мере два отделения. Таким образом, бассейн кондиционирования может содержать множество отделений, расположенных последовательно друг за другом, через которые последовательно протекает стекло. Обычно бассейн кондиционирования состоит из двух последовательных отделений, первое из которых называется пережимом (neck (горловина) или waist (сужение) по-английски), а второе называется выработочной частью (по-английски working end, дословно рабочий конец). Обычно плавильная/осветлительная печь открывается прямо в пережим. Обычно пережим заканчивается прямо в выработочную часть. Пережим не содержит горелок и вообще никаких нагревательных средств. Выработочная часть снабжена устройством для вдувания воздуха через поверхность стекла, чтобы довести стекло до надлежащей температуры. Воздух, вдутый в выработочную часть, обычно попадает в предшествующий ей пережим, что также способствует охлаждению стекла. Пропускное сечение, а также ширина прохода стекла сильно уменьшается при переходе от печи к бассейну кондиционирования, который обычно начинается с пережима, и существенно увеличивается при переходе от пережима к выработочной части. Проходное сечение для стекла связано с геометрией устройства. Это относится, в частности, к высоте стекла, так как такое устройство содержит специальный резервуар, выполненный из огнеупорных блоков, называемых "стеновыми брусьями бассейна печи", предназначенных для контакта со стеклом, и вмещающий стекло. Высота стекла в устройстве обычно соответствует расстоянию между верхним уровнем стеновых брусьев за вычетом полосы безопасности, обычно составляющей от 30 до 130 мм, и уровнем подины. Специалисты в данной области называют совокупность брусьев, контактирующих со стеклом, "основанием". Термин "надстройка", или "верхняя структура" относится к материалам, расположенным выше основания. Материал надстройки, поскольку он находится выше стеновых брусьев основания и контактирует не со стеклом, а с атмосферой печи, обычно отличается от материала брусьев основания. Даже если материал, используемый для надстройки, будет идентичен материалу основания, специалисты в данной области все равно смогут мгновенно определить разницу между этими двумя частями конструкции. Наличие стеновых брусьев бассейна характерно для материала, предназначенного для вмещения стекломассы, он распространяется на всю длину устройства, т.е., и печь, и бассейн кондиционирования. Таким образом, в предлагаемых изобретением устройстве и способе высота стекла (используемая при расчетах проходного сечения стекла) обычно равна высоте стеновых брусьев бассейна за вычетом 30-130 мм, в частности 80 мм (среднее значение диапазона 30-130 мм). Таким образом, настоящая заявка относится также к устройству, у которого стеновые брусья таковы, что поверхность стекла находится на расстоянии 30-130 мм ниже верхнего уровня брусьев, так что параметр K, определенный согласно изобретению, превышает 3,5, предпочтительно больше 5,5 и еще более предпочтительно больше 7,5. В частности, величина K может быть больше 9, или даже больше 10,5, или даже больше 13.
После бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который питает устройство формования. Высота (или глубина) стекла в этом канале намного меньше, чем в бассейне кондиционирования непосредственно перед каналом, так что в канале рециркуляции стекла не происходит. Таким образом, режим течения стекла в канале является поршневым. Это не мешает стеклу двигаться в этом канале по искривленным или спиралевидным траекториям, тем не менее, траектория всегда идет по течению сверху вниз. Этот канал предпочтительно должен быть как можно более коротким. Действительно, дефекты, которые могут появиться в канале из-за контакта стекла со стенками и дном канала, неизбежно будут включены в стекло, входящее в формовочное устройство, так как обратного потока в канале не имеется. Поэтому вероятность образования дефектов в канале уменьшается с уменьшением длины канала. Как правило, длина канала составляет от 0,3 до 10 м, чаще от 0,8 до 6 м. Нижний конец канала соответствует абсциссе на продольной оси устройства, где прекращается контакт стекла с огнеупорным дном канала. В случае флоат-ванны для получения плоского стекла это соответствует сливному носку, через который стекло выливается на расплавленный металл. В случае устройства для получения слоистого стекла, в
котором стекло проходит между ламинирующими валками, это соответствует месту контакта стекла с валком. В частности, этот канал может соответствовать участку 14 на фиг. 1 и 2 патента EP 650933 или каналу на фиг. 1 и 2 документа EP 616983 A1, с или без его смесителей 15-18, хотя средние части 13, 14 этого канала будут укорочены или вовсе отсутствовать. Кроме того, дно канала может слегка подниматься в направлении течения с наклоном от 0 до 6° к горизонтали, причем увеличение высоты обычно не превышает 100 мм.
Что касается перехода стекла из плавильной/осветлительной печи в бассейн кондиционирования, бассейн может начинаться с отделения типа пережима, где ширина течения стекла резко уменьшается, по меньшей мере на 30%, обычно по меньшей мере на 50%, поскольку выходные стенки печи составляют с направлением течения стекла угол по меньшей мере 40° и даже по меньшей мере 60°, обычно 90°. Это уменьшение достигается благодаря двум стенкам, расположенным по обе стороны от центральной продольной оси устройства. Длина бассейна кондиционирования, отсчитываемая в общем направлении течения стекла, т.е., в направлении течения вдоль центральной продольной оси устройства, больше 2 м, обычно больше 5 м.
Начиная от печи, вход в бассейн кондиционирования обычно защищен теплозащитным экраном, который простирается от свода до стекла. Обычно экран не погружен в стекло. Он служит в первую очередь для отделения горячей атмосферы плавильной/осветлительной печи от холодной атмосферы за печью и отмечает начало бассейна кондиционирования. Однако не исключается, что теплозащитный экран погружен в стекло.
Выработочная часть бассейна кондиционирования может быть оборудована устройством для продувки стекла. Обычно выработочной части предшествует пережим. Выработочная часть отличается от предшествующего ей пережима значительным увеличением ширины потока стекла, если смотреть сверху. Увеличения ширины обычно достигают, располагая стены под углом более 40°, обычно более 60°, как правило, под углом 90° к боковым стенам пережима. Это расширение имеет место для двух боковых стен, расположенных по обе стороны от центральной продольной оси устройства. Ширина обычно увеличивается по меньшей мере на 30%, чаще по меньшей мере на 50%. В случае, когда стекло формируют в плоское стекло на расплавленном металле, обычно олове, во флоат-ванне, рекомендуется, чтобы температура стекла на выходе бассейна кондиционирования, т.е., обычно на выходе выработочной части, составляла от 1000 до 1400°C. Эта температура может зависеть от состава стекла. Интенсивность вдувания охлаждающего воздуха в выработочную часть не должна быть слишком высокой, так как это может привести к образованию оптических дефектов на поверхности стекла. Вот почему традиционно в данной области предусматривается широкая выработочная часть, чтобы избежать вдувания слишком большого количества воздуха через малую поверхность стекла и предотвратить риск образования там оптических дефектов. Пережим имеет длину более 2 м, обычно более 4 м в общем направлении течения стекла, т.е., вдоль центральной продольной оси устройства. Выработочная часть имеет длину более 2 м, обычно больше 5 м в общем направлении течения стекла, т.е., вдоль центральной продольной оси устройства.
В контексте настоящей заявки выражение "поверхность стекла" или "стеклянная поверхность" используется для обозначения верхней поверхности стекла, находящейся в контакте с атмосферой печи или устройства кондиционирования, в зависимости от ситуации. Все явления конвекции, наблюдаемые в стекломассе в устройстве для получения стекломассы, связаны с изменением температуры в указанном устройстве в направлении течения, т.е., в зоне плавки, зоне осветления и бассейне кондиционирования, и с геометрией его различных элементов. Зона плавки является первой по потоку зоной печи и содержит по меньшей мере первую горелку во входной стороне печи. Зона осветления является самой нижней по потоку зоной печи, перед бассейном кондиционирования. Такое устройство является очень сложной системой, трудной для моделирования. В частности, стараются достичь сочетания следующих преимуществ:
a) высококачественное стекло; высокое качество стекла обеспечивают, стремясь, чтобы стекло находилось как можно больше времени при повышенной температуре, этим достигается больший шанс расплавления тугоплавких частиц, кроме того, высокая температура облегчает удаление пузырьков;
b) низкое потребление энергии; расход энергии складывается из теплоты, которую требуется внести в устройство, а также из охлаждения стекломассы в бассейне кондиционирования, в частности в вырабо-точной части, чтобы довести стекло до температуры, подходящей для формования.
Эти цели трудно согласовать, поскольку критерий a) требует высоких температур и высокой интенсивности конвекции, чтобы заставить большую порцию стекла проходить вверх по течению в обратном потоке, поскольку стекло ниже по потоку уже является относительно холодным, тогда как критерий b) предполагает как можно меньший нагрев и минимальную потребность в охлаждении. Помимо поиска этого компромисса свойств стремятся также минимизировать расходы на строительство, что подразумевает, что размеры стен, дна и свода различных элементов устройства для получения стекла, в частности, бассейна кондиционирования и, более конкретно, выработочной части, должны быть как можно меньше. В частности, согласно уровню техники выработочная часть иногда имеет размер, близкий к размеру печи.
Изобретение относится в первую очередь к устройству для получения стекломассы, содержащему, в направлении течения, плавильно-осветлительную печь, а затем бассейн кондиционирования, а также к
способу получения стекломассы в указанном устройстве. Печь оборудована верхними горелками с поперечным направлением пламени, причем каждая горелка содержит вход для окислителя топлива и вход для топлива. Печь обычно оборудована по меньшей мере 2 горелками с поперечным направлением пламени в каждой боковой стене, обычно она содержит от 3 до 10 горелок с поперечным направлением пламени в каждой боковой стене. Мощность каждой горелки с поперечным направлением пламени в печи обычно составляет от 2 до 12 МВт. Боковые стены, которые обычно параллельны, обычно отстоят друг от друга на расстояние 7-16 м.
Окислитель может быть обогащен кислородом и даже может быть чистым кислородом (окислитель, содержащий от 80 до 100 об.% O2), или базироваться на воздухе (окислитель, содержащий 10-30 об.% O2), или даже быть воздухом, или воздухом, обогащенным или обедненным кислородом и, в частности, воздухом, разбавленным дымовыми газами. Горелки с поперечным направлением пламени вставлены в боковые стенки (называемые также опорными стенками) плавильной/осветлительной печи. В случае, когда окислитель имеет в основе воздух (окислитель, содержащий 10-30 об.% O2), пары горелок в боковых стенках печи обращены друг к другу и работают в реверсивном режиме, как известно специалисту в данной области.
В случае, когда окислитель, подаваемый в горелки с поперечным направлением пламени, является чистым кислородом, горелки размещают либо напротив друг друга, либо в шахматном порядке. В этом случае регенератор для нагрева кислорода перед его введением в печь обычно не предусматривают.
Остекловывающееся сырье вводят в начало плавильной печи, чтобы провести под пламенем горелок с поперечным направлением пламени.
Чтобы определить подходящие размеры устройства согласно изобретению, которое применяется в способе согласно изобретению, была проделана значительная работа по моделированию эффектов конвекции и теплопередачи.
Таким образом, изобретение относится в первую очередь к устройству для получения стекломассы, содержащему, в направлении течения, печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, и бассейн кондиционирования, снабжаемый напрямую из указанной печи. Бассейн кондиционирования ведет стекло в канал, питающий устройство формования. Размеры устройства для получения стекломассы таковы, чтобы параметр К был больше 3,5, где
причем
где
Sf означает площадь под пламенем в плавильной/осветлительной печи;
x0 означает значение абсциссы в общем направлении течения стекла, соответствующее концу площади под пламенем в печи;
x1 означает значение абсциссы в общем направлении течения стекла, соответствующее концу бассейна кондиционирования;
a(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x;
Р(х) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке х и
означает сумму KSi, соответствующих сингулярному элементу в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент приводит, в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла, уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем к увеличению проходного сечения потока стекла более чем на 10%, причем
где
ai означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом Si и
aSi означает площадь минимального проходного сечения потока, обусловленного наличием сингулярного элемента Si.
Во всех формулах используются единицы измерения в системе СИ. Проходные сечения потока измерены в плоскостях, ортогональных общему направлению течения стекла.
Предпочтительно значение K превышает 5,5, более предпочтительно оно больше 7,5 и еще более предпочтительно больше 9, или даже больше 10,5, или даже больше 13. Обычно K меньше 30.
Большое значение K соответствует более интенсивному верхнему по потоку контуру рециркуляции в плавильной/осветлительной печи и менее интенсивному нижнему контуру в бассейне кондиционирования.
Сингулярный элемент выдается в поток стекла, как, например ступенька, находящаяся на дне, или
заслон, погруженный в стекло. Этот сингулярный элемент создает минимальное проходное сечение стекла.
Значения по абсциссе увеличиваются в направлении течения.
Сингулярные элементы учитываются также в формуле (2), так как они приводят к изменению высоты или ширины потока стекла и, тем самым, к изменению проходного сечения потока стекла и периметра проходного сечения. Обычно все проходные сечения потока стекла в устройстве по изобретению имеют прямоугольную или квадратную форму, в том числе на уровне сингулярного элемента. В частности, сингулярный элемент выдается в стекло снизу или с одной или двух боковых стен, или сверху, на всей одной или более сторон квадрата или прямоугольника, образующего проходное сечение потока стекла, и из которого выступает сингулярный элемент. Однако проходное сечение может иметь и более сложную форму.
Понятие площади под пламенем, Sf, в плавильно-осветлительной печи хорошо известно специалисту. Оно принимается равным сплошной площади поверхности стекла под наименьшим четырехугольником, покрывающим внешние границы ввода окислителя в крайние верхние горелки, с поперечным или нет направлением пламени, в плавильной/осветлительной печи, причем передняя по потоку сторона этого четырехугольника параллельна входной стенке печи и образует сегмент, простирающийся от одной боковой стенки до другой боковой стенки, а нижняя по потоку сторона этого четырехугольника также параллельна входной стенке печи и образует сегмент, проходящий от одной боковой стенки до другой. Абсцисса x0 в формуле (2) соответствует нижней по потоку стороне четырехугольника площади под пламенем. Две из сторон этого четырехугольника обычно наложены на боковые стенки печи. Обычно боковые стенки печи параллельны и ортогональны входной стене, и в этом случае четырехугольник является квадратом или прямоугольником. Печь может содержать только верхние горелки с поперечным направлением пламени. Однако в дополнение к верхним горелкам с поперечным направлением пламени печь может содержать также по меньшей мере одну кислородную горелку, в частности, по меньшей мере одну сводовую горелку или горелку с поперечным направлением пламени. Она также является верхней горелкой, так как ее пламя создается в атмосфере печи. Такая кислородная горелка может увеличивать площадь под пламенем, которую следует учитывать в формулах (2) и (3), если она находится снаружи площади под пламенем от вводов окислителя в верхние горелки с поперечным направлением пламени. За Sf принимается площадь стекла под наименьшим четырехугольником, какой определен выше, покрывающим внешние границы вводов окислителя во все верхние горелки, в том числе кислородные горелки.
Наличие сингулярного элемента, такого как ступенька или заслон, приводит к тому, что проходное сечение сначала уменьшается, а затем увеличивается в направлении течения стекла, причем это происходит на расстоянии менее 2 метров в общем направлении течения стекла (т.е., вдоль центральной продольной оси устройства). Сингулярный элемент может, например, состоять из ступени, закрепленной на дне печи. Это может быть также охлаждаемый водой металлический заслон, поддерживаемый надстройкой и введенный сбоку, причем указанный заслон погружают в стекло для уменьшения проходного сечения потока стекла. Когда стекло встречает ступень или заслон, проходное сечение стекла существенно уменьшается. После того как стекло пройдет мимо ступени или заслона, сечение увеличивается. Таким образом, из-за сингулярного элемента проходное сечение потока стекла сначала уменьшается, а затем увеличивается в направлении течения. Сингулярный элемент может также иметь форму перегородок или дверцы, расположенных на боковых стенках устройства.
Одному сингулярному элементу соответствует один коэффициент KSi. Чтобы определить, имеется ли сингулярный элемент, можно измерить изменение верхнего и нижнего по потоку проходного сечения, вызываемое последовательно указанным сингулярным элементом. Изменение верхнего по потоку сечения оценивается путем измерения разницы между сечением непосредственно перед сингулярным элементом (называется входным сечением сингулярного элемента) и минимальным сечением oSi, обусловленным наличием сингулярного элемента, отнесенной к сечению непосредственно перед сингулярным элементом. Изменение нижнего по потоку сечения оценивается путем измерения разности между сечением сразу после сингулярного элемента (называемым выходным сечением сингулярного элемента) и минимальным сечением oSi, обусловленным наличием сингулярного элемента, отнесенной к минимальному сечению, обусловленным наличием сингулярного элемента. Если оба этих изменения больше 10%, сингулярный элемент наличествует, и его KSi следует рассчитать и ввести в расчеты параметра K устройства.
Начало сингулярного элемента, в направлении течения стекла, находится в точке, где вследствие наличия стенки указанного элемента, составляющей угол с общим направлением течения стекла более 40° (угол внутри сингулярного элемента), проходное сечение потока стекла начинает уменьшаться. Обычно этот угол составляет 90°. Конец сингулярного элемента находится в точке, в направлении течения стекла, где прекращается увеличение проходного сечения потока стекла вследствие наличия стенки, составляющей угол с общим направлением течения стекла (угол внутри сингулярного элемента) больше 40°. Обычно этот угол равен 90°. Чтобы можно было считать, что сингулярный элемент имеется, расстояние между началом и концом сингулярного элемента должно быть меньше 2 м вдоль центральной продольной оси устройства.
Влияние размеров устройства оценивается в терминах качества Q, энергопотребления и возможности использовать малый бассейн кондиционирования, в частности, малую выработочная часть. Описанный выше коэффициент K учитывает важные параметры, позволяющие определить размеры устройства согласно изобретению таким образом, чтобы оно имело низкое потребление энергии, но все еще производило стекло отличного качества. Коэффициент K помогает установить устройства, в которых можно применять бассейн кондиционирования малых размеров. Согласно изобретению K должно быть больше 3,5, предпочтительно больше 5,5 и еще более предпочтительно больше 7,5.
Потоки стекла в устройстве для получения стекломасса были промоделированы численно с помощью коммерческого пакета программ гидродинамических расчетов. В зависимости от геометрии устройства программа рассчитывает поток энергии, который необходимо приложить к свободной поверхности стекла, чтобы максимальная температура поверхности стекла в плавильной/осветлительной печи была равна 1590°C и чтобы температура стекла на выходе выработочной части была равна 1130°C. Рассматриваемое стекло было стандартным известково-натриевым стеклом с весовым содержанием Fe2O3 700 ppm и весовым содержанием FeO 180 ppm. Тепловые потери от резервуара и подины были стандартными (4 кВт/м2). Опыты, проведенные на реальных плавильных устройствах, подтвердили применимость полученного коэффициента K согласно изобретению.
Качество Q определяли следующим образом. Специалисту известно, что качество стекломассы улучшится, если ее выдержать больше время при повышенных температурах, более точно, при температурах, при которых происходит химическое осветление стекла. На основе потоков, рассчитанных с использованием численной модели, прослеживалось 100000 частиц от входной стены печи. За критерий качества Q было принято среднее время, проведенное при температуре выше 1400°C, отнесенное к эталонному случаю.
Потребление энергии определяли следующим образом: речь идет о количестве энергии, которое, в дополнение к энергии, необходимой, чтобы расплавить сырье до его превращения в жидкую фазу, необходимо ввести в стекло через его свободную поверхность в плавильной/осветлительной печи, чтобы максимальная температура поверхности стекла была равна 1590°C в плавильной/осветлительной печи, и чтобы температура стекла на выходе бассейна кондиционирования была равна 1130°C, причем это количество рассчитывается в относительных величинах в сравнении с эталонным случаем (пример 1 в табл. 1). Возможность использования бассейна кондиционирования и, в частности, выработочной части малого размера, определяли, анализируя влияние размеров бассейна кондиционирования на качество Q и расход энергии, а также на энергию продувки, необходимую для охлаждения стекла. Возможность уменьшения размеров выработочной части была бы очень выгодна, так как маленькая выработочная часть требует меньше строительных материалов и, следовательно, дешевле. Кроме того, поверхность контакта между строительными материалами и стеклом в случае малого бассейна кондиционирования была бы меньше, что снижает риск образования дефектов в стекле.
Согласно изобретению, было обнаружено, что размер бассейна кондиционирования и, в частности, выработочной части, можно значительно уменьшить, в частности, благодаря относительно низкой интенсивности нижней по течению конвективной ячейки, что приводит к необходимости кондиционирования меньшего количества стекла и что выражается в надлежащем значении параметра K.
Согласно изобретению дно секции осветления и дно бассейна кондиционирования являются достаточно глубокими, чтобы через оба эти элемента проходил один и тот же контур рециркуляции (называемый нижней ячейкой). Эта ячейка проходит через все отделения бассейна кондиционирования, в частности, обычно через пережим, а затем через выработочную часть. Предпочтительно, эта нижняя ячейка простирается до конца бассейна кондиционирования, обычно до конца выработочной части, т.е., до канала, но не входит в канал. Наличие этого контура рециркуляции является очень важным, несмотря на его умеренную интенсивность. Действительно, было обнаружено, что обратный поток в этой ячейке содержит большинство дефектов, возникших в зоне осветления, в также дефекты, образованные в бассейне кондиционирования, и что их возврат в зону осветления печи обычно приводит к их исчезновению. Специалисты в данной области убеждены, что большой бассейн кондиционирования и, в частности, большая выработочная часть, необходимы, чтобы дать стеклу пробыть там достаточное время, чтобы пузырьки имели время исчезнуть, и чтобы стекло могло охладиться до температуры, необходимой для его формования. Напротив, было обнаружено, что было бы лучше иметь малый бассейн кондиционирования и, в частности, малую выработочную часть, возможно, охлаждаемую несколько сильнее, так как в результате минимизируется площадь контакта материала со стеклом, и возникает меньше дефектов. Малый размер бассейна кондиционирования становится возможным также благодаря низкой интенсивности проходящего через него контура рециркуляции. Действительно, эта низкая интенсивность означает, что контур рециркуляции переносит меньше тепла от печи к бассейну кондиционирования, который в результате требует более умеренного охлаждения. Предпочтительно контур рециркуляции, проходящий через бассейн кондиционирования, простирается до канала, но не заходит в канал. В соответствии с этой возможностью, нижний по потоку контур рециркуляции будет доходить до абсциссы x1, которая может соответствовать выходному концу выработочной части. Это означает, что в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи в бассейне кондиционирования, в стекле имеются точки, у которых про
дольный компонент скорости отрицателен, т.е., компонент скорости направлен против потока. Эти точки образуют часть обратного потока. Скорость считается положительной, если она направлена в направлении течения стекла, по потоку. На самом деле пузырьки могут образовываться во всем бассейне кондиционирования, вплоть до его конца, в результате контакта между стеклом и материалами указанного бассейна. Таким образом, существует конкуренция между скоростью подъема пузырьков и их увлечением стеклом, в частности, вверх по потоку. Можно оценить процент оставшихся пузырьков, которые войдут в канал, используя теоретическую модель, известную специалисту, согласно которой отслеживается движение 100000 пузырьков, случайным образом размещенных на дне бассейна кондиционирования, причем указанные пузырьки приводятся в движение в результате конвективного движения стекла и из-за их тенденции подниматься под действием выталкивающей силы.
Прохождение из бассейна кондиционирования в канал сопровождается резким уменьшением ширины проходного сечения потока стекла и уменьшением глубины стекла. Это уменьшение можно достичь, в частности, устанавливая стенки ортогонально оси устройства.
Для бассейна кондиционирования, в частности, для выработочной части и, факультативно, для пережима, предпочтительно используется материал, который при контакте со стекломассой не создает дефектов в стекле. Это же справедливо для канала, использующегося для перевода стекла из бассейна кондиционирования в устройство формования. В этом канале режим течения стекла является поршневым, и поток не содержит ячеек рециркуляции. Однако материал этого типа, как, например, чистый оксид алюминия, в частности, выпускаемый в продажу под торговой маркой Jargal, очень дорог и, с одной стороны, применяется экономно, а, с другой стороны, используется в более дальних по потоку зонах до устройства формования стекла.
Плавильная/осветлительная печь может содержать секцию плавки и секцию осветления, имеющие разную глубину дна. Секция плавки находится выше секции осветления (относительно направления течения стекла) и обычно занимает большую площадь подины, чем секция осветления, и может быть глубже, чем дно секции осветления. Дно секции плавки обычно, по существу, плоское. Дно секции осветления также обычно по существу плоское. Переход от дна зоны плавки к дну зоны осветления может быть резким, т.е., состоять из вертикальной ступеньки. Однако этот переход может быть более постепенным, типа наклона или последовательности ступенек, и занимать расстояние обычно не более 1 м. Плавиль-ная/осветлительная печь обычно содержит четыре стены: входная стена, выходная стена и две боковые стенки. Обычно обе боковые стенки параллельны и отстоят друг от друга на одинаковое расстояние по всей длине печи. Разница глубин и, следовательно, высот стекла, отсчитываемых от дна, между двумя зонами печи может вызвать образование ячеек очень интенсивной рециркуляции в зоне плавки (входной зоны печи). Таким образом, дно зоны плавки является достаточно глубоким, чтобы интенсивность конвекции в верхнем по потоку контуре рециркуляции, в зоне плавки, предпочтительно была в 3-5 раз больше производительности печи. Нижний по потоку контур рециркуляции является намного менее интенсивным. Следует отметить, что на интенсивность конвекции может влиять прозрачность стекла, причем более прозрачное стекло обычно приводит к более интенсивной конвекции. Интенсивность конвекции в контуре рециркуляции равна отношению расхода стекла, движущегося по течению в этом контуре (скорость прямого потока), к производительности устройства и, таким образом, процесса.
Отношение высоты стекла в зоне плавки к высоте стекла в зоне осветления может составлять, в частности, от 1,2 до 2. На дне зоны плавки и на дне зоны осветления можно разместить несколько препятствий (ступеньки высотой меньше 50 см). Обычно соотношение между длиной и шириной плавиль-ной/осветлительной печи лежит в интервале от 2 до 4.
Устройство для формования стекла, которое следует за устройством по изобретению, может быть устройством для получения полого стекла или для получения стекловолокон, но, как правило, это устройство для получения плоского стекла, типа устройства, в котором стекло плавает на ванне расплавленного металла, такого как олово, или устройство прокатного типа. Это устройство формования снабжается по каналу, который сам питается от бассейна кондиционирования. Течение стекла в канале происходит в поршневом режиме.
Изобретение позволяет разработать и применять плавильное устройство, содержащее такую пла-вильную/осветлительную печь и такой бассейн кондиционирования, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,4 и даже больше 1,6 и даже больше 1,8. Предпочтительно, отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования (Sf/Scond) меньше 4, еще более предпочтительно меньше 3.
Предлагаемые изобретением устройство и способ могут применяться для плавления любого типа стекла, тонированного или нет, в частности, известково-натриевого, алюмосиликатного и боросиликат-ного или другого.
Настоящее изобретение относится к любому способу и устройству, содержащему или использующему стеклоплавильную печь, содержащую горелки с поперечным направлением пламени, в частности, для плавки стекла в целях его превращения в плоское стекло в установке получения флоат-стекла. Более конкретно, изобретение относится к способам и устройствам, у которых плавильная/осветлительная печь имеет вместимость от 500 до 1500 м3 стекла, более конкретно от 700 до 1400 м3 стекла. В частности, изо
бретение относится к способам и устройствам с производительностью от 400 до 1300 т стекла в сутки. Более конкретно, изобретение относится к способам и устройствам, применяющим печь, в которой высота стекла составляет от 0,8 до 2 м (зона плавки и зона осветления), причем эта высота может меняться в направлении течения, и бассейн кондиционирования, в котором высота стекла составляет от 0,4 до 1,40 м, причем эта высота может меняться в направлении течения.
В частности, изобретение относится к способу получения стекла с применением устройства по изобретению. Более конкретно, изобретение относится к устройствам и способам, в которых максимальная температура поверхности стекла в печи составляет от 1350 до 1650°C, а температура стекла на выходе из бассейна кондиционирования составляет от 1000 до 1400°C.
Описываемые ниже фигуры выполнены без соблюдения масштаба.
Фиг. 1 показывает устройство согласно изобретению в виде сверху (а) и в виде сбоку (b). Устройство содержит в направлении течения печь 1, которая имеет зону 20 ввода сырья, зону 2 плавки, зону 3 осветления, и бассейн кондиционирования, содержащий пережим 4 и выработочную часть 5. Выработочная часть доставляет стекломассу при подходящей температуре к установке формования через канал 6, внутри которого течение стекла происходит в поршневом режиме. Плавильная/осветлительная печь 1 оборудована верхними горелками с поперечным направлением пламени, для которых на фигуре позицией 7 показано шесть подводов воздуха. Две боковые стенки 11 и 12 оборудованы симметрично обращенными друг к другу горелками с поперечным направлением пламени, причем эти горелки работают поочередно, то есть в "реверсивном режиме", как известно специалисту. Внешние границы четырех крайних воздухо-приемных отверстий (8, 9) образуют углы четырехугольника 10, заштрихованного на фиг. 1a), представляющего в виде сверху площадь под пламенем, или Sf. Символ x0 указывает значение абсциссы в конце площади под пламенем в печи (нижняя по потоку сторона четырехугольника, показывающего площадь под пламенем), а символ x1 указывает значение абсциссы в конце бассейна кондиционирования, на центральной продольной оси AA' устройства, которая соответствует общему направлению течения стекла (при этом A находится выше по течению, а A' ниже). Ниже уровня поверхности стекломассы 13 циркулируют две конвективные ячейки 14 и 15. Первая ячейка 14, называемая верхним по потоку контуром рециркуляции, является относительно интенсивной в секции плавки и проходит, в частности, под первой входной горелкой 9. Вторая ячейка 15, называемая нижним по потоку контуром рециркуляции, менее интенсивна и проходит через зону осветления печи, затем через пережим и выработочную часть, но не заходит в канал 6. Препятствие 16 здесь способствует образованию двух конвективных ячеек 14 и 15 и усиливает разграничение между ними. Переход от печи к пережиму сопровождается резким уменьшением ширины и проходного сечения потока стекла, достигаемых здесь тем, что стены 19 и 19' составляют угол 90° к центральному направлению течения стекла. Переход от пережима к выработочной части сопровождается резким увеличением проходного сечения потока стекла, достигаемым здесь тем, что стены 18 и 18' образуют угол 90° с центральным направлением течения стекла. Опускающийся заслон 17 в начале пережима уменьшает проходное сечение потока стекла и образует сингулярный элемент, параметр KSi которого необходимо рассчитать. Поверхность стекла 60 в выработочной часть, т.е., поверхность контакта с атмосферой в выработочной части, продувают воздухом, чтобы охладить стекло. Этот воздух проходит из выработочной части в устройство кондиционирования, но по возможности не должен попадать в плавильную/осветлительную печь.
Фиг. 2 показывает в виде сверху проход из зоны осветления 21 печи в бассейн кондиционирования, состоящий из пережима 22, за которым находится выработочная часть 23. Стрелки на центральной продольной оси AA' символизируют поток стекла в направлении течения. Устройство является симметричным относительно оси AA'. При переходе от печи к пережиму происходит резкое уменьшение ширины прохода стекла из-за наличия стен 24 и 24' печи, составляющих угол а с направлением течения стекла по меньшей мере 40° по обе стороны от оси AA' устройства. При переходе от пережима к выработочной части ширина прохода стекла очевидно увеличивается из-за наличия стен 25 и 25', составляющих угол в более 40° с направлением течения стекла. Это увеличение имеет место по обе стороны от центральной продольной оси устройства.
Фиг. 3 показывает ступеньку 30, которая заметно уменьшает проходное сечение потока стекла, при этом поверхность стекла обозначена позицией 31, а направление течения показано стрелками, причем указанная ступенька может находиться в бассейне кондиционирования, в частности, в пережиме или вы-работочной части. Это и есть сингулярный элемент, величину KS которого следует рассчитать. Сингулярный элемент начинается в точке 32 (на фигуре это точка, но на самом деле это, конечно, линия, перпендикулярная общему направлению течения стекла), где из-за наличия стены 33, составляющей угол 5 больше 40° к общему направлению течения стекла, проходное сечение потока начинает уменьшаться. Сингулярный элемент заканчивается в точке 34 в месте, где из-за наличия стены 35, составляющая угол у больше 40° с общим направлением течения стекла, проходное сечение потока стекла перестает увеличиваться. Расстояние между точкой 32 и точкой 34, отсчитываемое параллельно общему направлению течения стекла, показанному горизонтальными стрелками, меньше 2 м. Эта ступенька является причиной образования минимального проходного сечения 36 потока стекла.
Фиг. 4 показывает опускающийся заслон 40, погруженный в стекло, поверхность которого обозна
чена позицией 41, а направление течения указано стрелками, причем указанный заслон может находиться в бассейне кондиционирования, в частности, в пережиме или в выработочной части. Это и есть сингулярный элемент, значение KSi которого требуется рассчитать. Сингулярный элемент начинается в точке 42, где из-за наличия стены 43, составляющей угол ф больше 40° с общим направлением течения стекла, проходное сечение потока стекла начинает уменьшаться. Сингулярный элемент заканчивается в точке 44, в месте, где из-за наличия стены 45, составляющей угол у|/ больше 40° с общим направлением течения стекла, проходное сечение потока стекла перестает увеличиваться. Расстояние между точкой 42 и точкой 44, отсчитываемое параллельно общему направлению течения стекла, показанному горизонтальными стрелками, меньше 2 м. Этот заслон является причиной наличия минимального проходного сечения 46 потока стекла.
Фиг. 5a показывает устройство в виде в разрезе поперек направлению течения стекла в точке x. В частности, это может быть сечение через пережим или выработочную часть. Стекло 50 течет ортогонально плоскости фигуры. Стекло удерживается внутри подиной 51 и стеновыми брусьями 52 и 52', причем подина и брусья образуют часть основания устройства. Заслон 53 погружен в стекло только на часть расстояния между стеновыми брусьями, в плоскости проходного сечения. Система, удерживающая заслон, не показана, не показан также свод, закрывающий внутреннее пространство устройства. Уровень 55 стекла, контактирующего с внутренней атмосферой, находится ниже верхней стороны 56 стеновых брусьев на расстояние 57, называемое полосой безопасности. Элементы 54 и 54' опираются на стеновые брусья и образуют часть надстройки. Фиг. 5b поясняет значение выражений "площадь проходного сечения потока стекла в точке x" и "периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x", в применении к случаю, показанному на фиг. 5a. Площадь проходного сечения потока стекла представляет собой площадь заштрихованной зоны на фиг. 5b. Периметр проходного сечения является суммой длин сегментов AB, BC, CD, DE, EF, FG, GH и HA.
Примеры 1-19
Все примеры осуществлялись в устройстве, какое показано на фиг. 1 и какое содержит плавиль-ную/осветлительную печь, за которой располагается бассейн кондиционирования, состоящий из пережима, за которым находится выработочная часть. В табл. 1 и 2 приведены размеры различных элементов устройства и результаты. Во всех примерах площадь под пламенем Sf у печей была равна 326,3 м2. Предполагалось, что все примеры имеют производительность 900 тонн стекломассы в сутки при максимальной температура поверхности стекла в печи 1590°C и температуре на выходе выработочной части 1130°C. Стекло было стандартным известково-натриевым стеклом с весовым содержанием Fe2O3 700 ppm и весовым содержанием FeO 180 ppm. Во всех примерах, за исключением примеров 5, 8 и 19, в пережиме был установлен заслон толщиной 50 мм, поддерживаемый надстройкой пережима и погруженный в стекло на глубину 400 мм, так что верхняя по потоку сторона этого заслона находилась на расстоянии 3,2 метра от входа в пережим. В примере 5 заслона не было (KS=0). Для примера 8 заслон был погружен в стекло на глубину 350 мм. Для примера 19 заслон был погружен в стекло на глубину 500 мм. При необходимости заслон был единственным сингулярным элементом, для которого требовалось рассчитать KSi. Для всех примеров
длина зоны плавки составляет 26675 мм;
ширина зоны плавки и осветления составляет 13000 мм;
длина зоны осветления составляет 17000 мм;
расстояние между концом площади под пламенем и входом в пережим составляет 14075 мм;
hf означает высоту стекла в зоне плавки;
h означает высоту стекла в зоне осветления;
Vfa означает объем стекла в печи;
Lc означает длину пережима;
lc означает ширину пережима;
hc означает высоту стекла в пережиме;
Lb означает длину выработочной части;
lb означает ширину выработочной части;
hb означает высоту стекла в выработочной части;
AQ означает качество стекла по сравнению с качеством стекла по примеру 1 (эталон) т.е., разность между качеством стекла в рассматриваемом примере i и качеством стекла по примеру 1, деленную на качество для примера 1: AQ=(Qi-Q1)/Q1; при этом рассматривается среднее время пребывания при температуре выше 1400°C. В табл. 1 это AQ умножено на 100, чтобы выразить результат в процентах;
AConso означает потребление энергии всем устройством относительно потребления в примере 1, т.е., разность между потреблением в рассматриваемом примере i и потреблением в примере 1, деленная на потребление в примере 1: AConso=(Consoi-Conso1)/Conso1; в табл. 1 это AConso умножено на 100, чтобы выразить результат в процентах; и
ASouff означает интенсивность охлаждающей продувки в выработочной части по сравнению с интенсивностью охлаждающей продувки в выработочной части в примере 1, т.е., разность между интенсивностью охлаждающей продувки в выработочной части для рассматриваемого примера i и интенсив
ностью охлаждающей продувки в выработочной части для примера 1, деленную на интенсивность охлаждающей продувки в выработочной части для примера 1: ASouff=(Souff5i-Souff71)/Souff7i; в табл. 1 это ASouff умножено на 100, чтобы выразить результат в процентах.
Пр.
hf (м)
ha (м)
(м3)
Lc (м)
(м)
hc (м)
Ьь (м)
(м)
hb (м)
(%)
AConso (%)
1,45
1,45
823
4,8
1,45
1,45
2,31
0, 0
1,45
1,45
823
4,8
1,45
12, 75
1,45
2, 35
1,8
1,45
1,27
783
4,8
1,27
12, 75
1,27
3, 63
-1,2
1,45
1,27
783
4,8
1,27
12, 75
0,89
5, 07
-3,5
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12, 75
0,89
5, 67
-4,1
1,45
1,27
783
6,5
0, 89
12, 75
0,89
8,50
-6,9
1,45
1,27
783
4,8
1,27
12, 75
0,6
9,86
-8,2
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12, 75
0,89
10, 01
-7,4
1,45
1,27
783
4,5
4,8
0, 89
12, 75
0,89
11,46
-8,6
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12, 75
0,89
11, 65
-8,3
1136
4,8
0, 89
12, 75
0,89
12, 02
-7,2
1,45
1,45
823
4,8
0, 89
12, 75
0,89
12,26
-8,5
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12, 75
0,89
12,45
-8,4
1,27
974
4,8
0, 89
12, 75
0,89
12, 45
-7,5
1,27
1,27
721
4,8
0, 89
12,75
0, 89
12,45
-9,3
1,45
0, 89
700
4,8
0, 89
12,75
0, 89
13,51
-8,9
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12,75
4,8
0, 89
15, 17
-9,1
1,45
1,27
783
3,7
0, 89
12,75
0, 89
18,22
-9,7
1,45
1,27
783
4,8
0, 89
12,75
0, 89
21,76
-9,9
Коэффициенты Ka и Ks (соответствует опускающемуся заслону), причем K=Ka+Ks, а также характеристики поверхности бассейна кондиционирования и характеристики продувки детализируются в табл. 2, где osc означает минимальное проходное сечение потока стекла, образующееся в результате наличия в пережиме заслона как сингулярного элемента, Sc означает площадь стекла, находящегося в контакте с атмосферой в пережиме, Sb означает площадь стекла, находящегося в контакте с атмосферой в выработочной части, Scond означает площадь стекла, находящуюся в контакте с атмосферой в бассейне кондиционирования (Scond=Sc+Sb), и Sf/Scond означает отношение площади под пламенем к площади стекла, контактирующего с атмосферой в бассейне кондиционирования.
Таблица 2
Пр.
(м2)
Sc (м2)
Sb (м2)
Scond (м2)
Sf/ Scond
ASouff (%)
1,75
5, 04
0,56
2,31
33, 6
204
237, 6
1, 37
1,79
5, 04
0,56
2, 35
33, 6
114,75
148,35
2,20
119
2, 55
4, 176
1, 07
3, 63
33, 6
114,75
148,35
2,20
4,00
4, 176
1, 07
5, 07
33, 6
114,75
148,35
2,20
5, 67
4,272
5, 67
33, 6
114,75
148,35
2,20
4,84
3,185
3, 65
8,50
45,5
114,75
160,25
2, 04
8,78
4, 176
1, 07
9,86
33, 6
114,75
148,35
2,20
5,73
2, 592
4,29
10,01
33, 6
114,75
148,35
2,20
4,77
2,352
6,70
11,46
21,6
114,75
136,35
2,39
4, 96
2,352
6,70
11, 65
33, 6
165,75
199,35
1, 64
-38
5,32
2,352
6,70
12, 02
33, 6
114,75
148,35
2,20
5,56
2,352
6,70
12,26
33, 6
114,75
148,35
2,20
5,75
2,352
6,70
12,45
33, 6
114,75
148,35
2,20
5,75
2,352
6,70
12,45
33, 6
114,75
148,35
2,20
5,75
2,352
6,70
12,45
33, 6
114,75
148,35
2,20
6,81
2, 352
6,70
13, 51
33, 6
114,75
148,35
2,20
8,47
2, 352
6,70
15, 17
33, 6
61,2
94, 8
3,44
6, 94
1, 813
11,27
18,22
25, 9
114,75
140,65
2,32
5, 84
1, 872
15, 92
21,76
33, 6
114,75
148,35
2,20
-15
Примерам присвоены номера с 1 по 19 в порядке возрастания коэффициента K. Установлена корреляция между качеством AQ, полученным для стекла, и коэффициентом K, при этом более высокое каче
ство стекла получено в примерах 3-19. Как можно видеть, рекомендуется, чтобы коэффициент K был больше 3,5, предпочтительно больше 5,5 и еще более предпочтительно больше 7,5. Потребление энергии в примерах 3-19 также хорошее. Малых выработочных частей площадью 114,75 м2 обычно достаточно, за исключением примера 2, где требуется слишком высокая интенсивность продувки. Для интенсивности продувки, используемой в примере 1, риск появления оптических дефектов на поверхности стекла низкий. Напротив, этот риск реален в случае примера 2, так как площадь бассейна кондиционирования, равная 148,35 м2, требует значений ASouff на 119% больше, чем в примере 1. Следует отметить, что если ASouff больше на 90%, чем в примере 1, то риск появления оптических дефектов на поверхности слишком высокий, что имеет место для примера 2. Предпочтительно, ASouff должно увеличиваться по сравнению с примером 1 меньше, чем на 85%. Согласно настоящему изобретению, чтобы достичь этого, параметр K должен быть достаточно высоким, и отношение площади под пламенем к площади бассейна кондиционирования (Sf/Scond) должно быть меньше 4, предпочтительно меньше 3 и еще более предпочтительно меньше 2,5. В случае примера 10 площадь бассейна кондиционирования очень большая, поэтому он дорог в производстве, и эта большая площадь объясняет низкую интенсивность продувки. В этой конфигурации площадь бассейна кондиционирования можно было бы уменьшить. Во всех примерах температура подины была ниже 1360°C.
Во всех примерах за исключением примера 7, содержание остаточных пузырьков в стекле было менее 50%. Пример 7 соответствует примеру 4, за исключением того, что глубина выработочной части была равна 600 мм. Из-за малой глубины выработочной части контур рециркуляции, проходящий через бассейн кондиционирования, проходит также через пережим и значительный участок выработочной части, но не достигает входа в канал. На последних 7 м выработочной части режим течения стекла был поршневым. На входе канала стекло содержало остаточные пузырьки в количестве 60%.
Пример 20.
Устройство имело такие же размеры, что и устройство из примера 1, за исключением отсутствия заслона и того, что глубина выработочной части была снижена на 50% (до 0,72 м), а ширина выработочной части была уменьшена до 6 м. Параметр K составил 10,22. Контур рециркуляции, проходящий через бассейн кондиционирования, проходит через горловину и участок выработочной части, но не доходит до канала, поскольку рециркуляции на последних 7 м выработочной части нет, при этом режим течения является поршневым. На входе в канал стекло содержало 50,4% остаточных пузырей. Другие результаты: ASouff=24%, Sf/Scond=2,41 и AQ=-8.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения стекломассы в устройстве, содержащем в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, затем бассейн кондиционирования, содержащий одно или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней по потоку ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи, причем способ включает плавку стекла в указанной плавиль-ной/осветлительной печи и размеры устройства таковы, чтобы коэффициент К был больше 3,5, где
причем
rxi р
Ка = 0,000727 х Sf X i
Jx0
где
Sf означает площадь под пламенем в печи;
x0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи;
x1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования;
o(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; Р(х) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке х и
означает сумму KSi, соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем
KSi = 0.0012 х
где
ехр
5.161 ^
ai означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом Si и
aSi означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом
Si.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что K> 5,5.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что K> 7,5.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или даже больше 13.
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,4.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,6.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования превышает 1,8.
8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней могли образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.
9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.
10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м3 стекла, более конкретно 700-1400 м3 стекла.
11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.
12. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий от 10 до 30 об.% O2, оборудованы генераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.
13. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 80-100 об.% O2.
14. Способ по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.
15. Способ по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале обратный поток отсутствует.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.
17. Способ получения плоского стекла, включающий получение стекломассы способом по одному из пп.1-16, причем затем указанную стекломассу превращают в плоское стекло, выливая стекло на жидкий металл во флоат-ванне.
18. Устройство для получения стекломассы, содержащее в направлении течения печь для плавки и осветления стекла, оборудованную верхними горелками с поперечным направлением пламени, и бассейн кондиционирования, содержащий один или более отделений, причем указанная печь содержит зону плавки и зону осветления, и дно зоны осветления и дно бассейна кондиционирования достаточно глубокие, чтобы один и тот же контур рециркуляции, называемый нижней ячейкой, проходил через зону осветления и все отделения бассейна кондиционирования, причем указанный бассейн кондиционирования снабжается стеклом от печи и размеры устройства для получения стекломассы таковы, чтобы коэффициент К был больше 3,5, где
K = Ka+^KSi
причем
r*i [Р(Х)]2
Ка = 0,000727 х Sf х ) 'dx
1 JXo К*)]3
где
Sf означает площадь под пламенем в печи;
x0 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу площади под пламенем в печи;
x1 означает абсциссу в общем направлении течения стекла, соответствующую концу бассейна кондиционирования;
a(x) означает площадь проходного сечения потока стекла в устройстве в точке x; Р(х) означает периметр проходного сечения потока стекла в устройстве в точке х и
означает сумму KSi, соответствующих сингулярным элементам в устройстве за площадью под пламенем в печи, причем сингулярный элемент создает в направлении течения и на расстоянии менее 2 м
в направлении течения стекла уменьшение проходного сечения потока стекла более чем на 10%, а затем увеличение проходного сечения более чем на 10%, причем
К, = 0.0012 х
ехр
5.161
где
oi означает площадь проходного сечения потока стекла непосредственно перед сингулярным элементом Si и
oSi означает площадь минимального проходного сечения, производимого сингулярным элементом
Si.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что K> 5,5.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что K> 7,5.
21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что K больше 9, или даже больше 10,5, или же больше
13.
22. Устройство по одному из пп.18-21, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,4.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,6.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования больше 1,8.
25. Устройство по одному из пп.18-24, отличающееся тем, что отношение площади под пламенем в печи к площади бассейна кондиционирования меньше 4 и предпочтительно меньше 3.
26. Устройство по одному из пп.18-25, отличающееся тем, что печь является достаточно глубокой, чтобы в ней мог образоваться верхний по потоку контур рециркуляции и нижний по потоку контур рециркуляции.
27. Устройство по одному из пп.18-26, отличающееся тем, что бассейн кондиционирования содержит в направлении течения пережим, а затем выработочную часть.
28. Устройство по одному из пп.18-27, отличающееся тем, что печь имеет вместимость 500-1500 м3 стекла, более конкретно 700-1400 м3 стекла.
29. Устройство по одному из пп.18-28, отличающееся тем, что его производительность составляет от 400 до 1300 т стекла в сутки.
30. Устройство по одному из пп.18-29, отличающееся тем, что горелки с поперечным направлением пламени используют окислитель, содержащий 10-30 об.% O2, оборудованы регенераторами и действуют попарно в реверсивном режиме.
31. Устройство по одному из пп.18-30, отличающееся тем, что в бассейне кондиционирования в любой вертикальной плоскости, поперечной продольной оси печи, в стекле имеются точки, в которых продольный компонент скорости направлен вверх по течению.
32. Устройство по одному из пп.18-31, отличающееся тем, что после бассейна кондиционирования стекло поступает в канал, который сам питает устройство формования, причем в канале не возникает обратный поток.
33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что длина канала составляет от 0,3 до 10 м, в частности от 0,8 до 6 м.
34. Устройство для получения плоского стекла, содержащее устройство для получения стекломассы способом по одному из пп.1-17 и затем флоат-ванну, в которой стекло плавает на ванне жидкого металла.
35. Устройство по одному из пп.18-33, отличающееся тем, что оно содержит на всей свой длине стеновые брусья, вмещающие стекломассу, причем высота стекла соответствует расстоянию между верхним уровнем стеновых брусьев за вычетом полосы безопасности, обычно составляющей от 30 до 130 мм, в частности 80 мм, и уровнем подины.
22.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032521
- 1 -
(19)
032521
- 1 -
(19)
032521
- 5 -
(19)
032521
- 4 -
032521
- 9 -
032521
- 11 -
032521
- 11 -
032521
- 11 -
032521
- 12 -
032521
- 13 -
032521
- 13 -
032521
- 14 -