Способ изготовления труб из боросиликатного стекла

 

Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов и может быть использовано при изготовлении труб из боросиликатного стекла для технологических трубопроводов. Цель изобретения - улучшение качества изделий и увеличение коэффициента выхода годных. Стекломасса производственного потока поэтапно термостатируется в ступенчатом канале электропечи, при этом интенсивность обработки дифференцируют таким образом, что отношение мощностей электронагрева вертикального и горизонтального его участков составляет 1,5-2,4 при разнице температур стекломассы производственного потока по глубине на выходе в выработочную камеру не более 10°С. Кроме того, отбор химически и термически однородной стекломассы из производственного потока на формование труб осуществляют при отношении температур луковицы к температуре в выработочной камере 0,88-0,92 и заглублении формующей детали (мундштука), определяемом соотношением, приведенном в описании изобретения. Изготовление стеклянных труб производят при осуществлении комбинированного слива стекломассы из выработочной камеры - постоянного поверхностного и периодического донного слива. При этом отношение количества сливаемой стекломассы из поверхностных слоев к производственному потоку составляет 0,03-0,04, а отношение сливаемой стекломассы из придонных слоев к производственному потоку составляет 0,13. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1571003

А1 (5))5 С 03 В 15/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453782/23-33 (22) 08.07.88 (46) 15.06.90. Бюл. У 22 (71) Государственный научно-исследовательский институт стекла (72) А.В.Пронин, В.Г.Моисеев, П.В.Шипук, В.И.Чередниченко и М.Я.Фирер (53) 666.173.036(088.8) (56) Патент Великобритании

Ф 1508142, кл. С 1 М, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ ИЗ БОРОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА (57) Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов и может быть использовано при изготовлении труб из боросиликатного стекла для технологических трубопроводов. Цель изобретения — улучшение качества иэделий и увеличение коэффициента выхода годных. Стекломасса производственного потока поэтапно термостатируется в ступенчатом канале электропечи, при этом интенсивность обработки дифференцируют таким образом, что отношение мощностей электронагреИзобретение относится к промьппленности строительс гва и стройматериалов, к стекольному производству и может быть использовано при изготовлении труб из боросиликатного стекла для технологических трубопроводов °

Цель изобретения — улучшение качества изделий и увеличение коэффициента выхода годных.

На фиг.2 — показано устройство; общий вид; на фиг.2 — выработочная ва вертикального и горизонтального его участков составляет !,5-2,4 при разнице температур стекломассы производственного потока по глубине на вы— ходе в выработочную камеру не более

10 С. Кроме того, отбор химически и термически однородной стекломассы из производственного потока на формование труб осуществляют при отношении температур луковицы к температуре в выработочной камере 0,88-0,92 и заглублении формующей детали (мундштука), определяемом соотношением, приведенным в описании изобретения. Изготовление стеклянных труб производят при осуществлении комбинированного слива стекломассы из выработочной камеры — постоянного поверхностного и периодического донного слива. При . этом отношение количества сливаемой стекломассы из поверхностных слоев к производственному потоку составляет

0,03-0,04, а отношение сливаемой . стекломассы из придонных слоев к производственному потоку составляет . 0,13. 1 з.п.ф-лы 2 табл., 2 ил. камера устройства для вытягивания труб из боросиликатного стекла.

Ступенчатый канал 1, имеющий вертикальный и горизонтальный участки, соединяет варочный бассейн печи с выработочной камерой 2. В дне выработочной камеры по ее центру расположен формующий узел, в который входит грибовидное шамотное тело 3, мундштук

4, формующая насадка мундштука 5. Соосно смундштуком располагается воз1571003 духопроводящая трубка 6..В выработочной камере предусмотрен донный слив

7 и верхний слив 8. Над расплавленной стекломассой 9 соосно с мундштуком 4 установлен водяной холодильник 10, снабженный экраном 11, смонтированным в его нижней насти. Стеклянная труба

12 вытягивается со свободной поверхностью стеклЬмасс вертикально вверх 1п посредством тянульных роликов 13, Формование стеклянной трубы, осуществляют следующим образом.

Расплавленная стекломасса 9 поступает в выработочную камеру 2 через ступенчатый канал 1 и вытягивается в аиде трубы 12 со свободной поверх— костью вертикально вверх. посредством тянульных роликов 13, Воздух, необходимый для раздува трубы до определен- 20 ,ного размера, подают при помощи воздухоподводящей трубки 6. Грибовидное тело 3, заполняя выработочную камеру, позволяет осуществлять более интен- .,— сивный обмен стекломассы в ней, отво-25 дить загрязненные придонные слои к периферии камеры, направлять на формо.вание химически и термически однородный расплав стекла. Формующая насадка мундштука 5, расположенная на мундштуке 4, облегчает образование луковицы.и позволяет стабилизировать ее геометрические параметры. Охлаждение луковицы и трубы осуществляют холодильником 10. Экран 11 холодильника заглублен в стекломассу 9 и предотвращает попадание в луковицу поверхностных слоев, обогащенных кремнеземом из-за улетучивания оксида бора и других летучих компонентов стекла. 40

Для удаления из выработочной камеры загрязненных поверхностных и придонных слоев стекломассы служат верхний слив 8 и донный слив 7.

Сущность способа изготовления стек-л5 лянных труб из боросиликатного стекла состоит в том, что при подаче из ва-.. . рочного бассейна в выработочную часть производственного потока.расплавленной стекломассы Qä осуществляют про-. 50 цесс управляемого термостатирования стекломассы в ступенчатом канале электропечи при отношении мощностей элек тронагрева вертикального и горизон" тального, его участков 1,5-2,4.

В этих пределах находится оптимальное с технологической точки зрения отношение вводимых мощностей, при кото-. ром стекломасса в выработочную камеру подается с необходимыми температурновязкостными характеристиками,,предотвращается вторичный перегрев стекломассы и исключается обратный ее поток.

В пределах соотношения мощностей, выделяемых на группах электродов, 1,52,4 можно регулировать интенсивность термостатирования при изменении производительности установки, а значит и время пребывания в зоне термостати-, рования.

Оценка качества стекломассы определяется по разнице (перепаду) температур стекломассы производственного потока по глубине на выходе в вы— работочную камеру, которая не должна превышать 10 С, при этом создаются условия достижения наибольшей производительности процесса и качества изготавливаемых стеклянных труб.

Подготовленная в ступенчатом канале расплавленная стекломасса поступает в выработочную камеру с температу— рой, лежащей в интервале формования

1250-1340 С (определяется для каждого стекла исходя из температурной кривой вязкости). Установлено, чтобы обеспечить необходимые вязкостные условия формования стеклянных труб методом вертикального вытягивания вверх температура стекломассы в луковице должна быть в интервале „„ =- 11501180 С, т.е. должно выполняться соотношение " = 0,88-0,92, при кото"ЛМк

Ф ром увеличивается производительность процесса вытягивания и повышается качество труб, где t „„„ — температура луковицы, С; с ф- температура стеко ломассы в выработочной камере, С.

Формование,стеклянных труб различных диаметров осуществляется с использованием формующих насадок мундштука различного диаметра, т.е. для каждого конкретного диаметра изготавливаемых труб существует оптимального диаметра формующая насадка мундштука (см.табл.1).

Изготовление стеклянных труб для технологических трубопроводов условным диаметром менее или 100 мм.осуществляется с формующей насадки мундштука, диаметр которой 180-280 мм, а труб условным диаметром более 100 мм — с формующей насадки мундштука, диаметр которой 320-450 мм.

1571003

При изготовлении боросиликатных труб со свободной поверхности большое значение имеет расположение формующей насадки мундштука относительно уровня стекломассы. Установлено, что для уве5 личения производительности и повышения качества изделий, заглубление формующей насадки мундштука должно быть. равно Н = 0,1 (П,,-ПУ) h = 0,1 (1н dv)

При заглублении формующей насадки мундштука Н (h) = 10-35 мм трубы формуются со свободной поверхности стекломассы и из слоев наиболее химически и термически однородной стекломассы.

Для обновления стекломассы и улучшения тепломассообмена в вырабатываемой камере необходимо производить слив стекломассы. 20

Причем, чтобы не падала проиэвбдительность, количество сливаемой стекломассы должно- быть минимальным, обеспечивающим удаление неоднородной и загрязненной стекломассы. 25

Улучшение качества и увеличение выхода годных иэделий в процессе изготовления достигается осуществлением комбинированного слива стекломассы из выработочной камеры .— постоянного поверхностного и периодического донного слива, причем их интенсивность определяют соотношением количества сливаемой стекломассы из поверхностных слоев к производственному потоку

0,03-0,04 и отношением сливаемой стек- 35 ломассы из придонных слоев к производственному потоку не более 0,13.

Поверхностные и придонные слои стекломассы в выработочной камере загрязнены различно. Поверхностные слои из-эа улетучивания В О э, Na<0, К О обогащаются SiO и образуется кремнеземистая корка. Для ее удаления соотношение количества сливаемой стекломассы из поверхностных слоев к производственному потоку должно быть равным 0,03-0,04.

В придонных слоях стекломассы скапливаются тяжелые продукты коррозии огнеупоров. С целью поддержания высокого качества изготавливаемых труб по мере накопления продуктов коррозии огнеупоров и установления большого температурного градиента в выработочной камере по глубине необходимо делать донный слив исходя из отноше1 ния количества сливаемой стекломассБГ иэ придонных слоев к производственному потоку не более 0-0,13.

Сравнение известного и предлагаемого способов изготовления стеклянных труб приведены в табл.2.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Способ изготовления труб из боросиликатного стекла, включающий подачу расплавленной стекломассы из варочного бассейна печи через электрообогреваемый ступенчатый канал в выработочную камеру, формование труб вытягиванием со свободной поверхности стекломассы вертикально вверх с использованием мундштука, о т л и— ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью улучшения качества изделий и увеличения коэффициента выхода годных, обогрев стекломассы в ступенчатом канале ведут при соотношении мощностей электронагрева на вертикальном и го †. ризонтальном его участках 1,5-2,4, формование осуществляют при отношении температур луковицы к температуре в выработочной камере 0,88-0,92 и заглублении мундштука, определяемом соотношением

Н = 0,1(О„-П„) и ? = 0,1 (d „-с?„), где Н,h — расстояние от уровня стекломассы до поверхности мундштук»;

D диаметр насадки мундштука при формовании труб условным диаметром .более 100 мм;

D > — условный диаметр трубы, Dу)10О мм;

d — диаметр насадки мундштука и при формовании труб условным диаметром менее или

100 мм;

Й у — условный диаметр формуемой трубы, d = 100 мм.

У

2. Способ поп.1, о тли ч аю— шийся тем, что процесс формова-. ния осуществляют при постоянном поверхностном и периодическом донном сливе стекломассы, при этом соотноше-. ние количества сливаемой стекломассы из поверхностных слоев к производственному потоку составляет 0,03-0,04, а отношение сливаемой стекломассы из придонных слоев к производственному потоку составляет не более .0,13. 1571003

Т а б л и ц а 1

Диаметр формующей на" садки мундштука d мм

УслОВный диаметр формуемой трубы,Р мм

Диаметр формующей насадки мундштука D„, мм

180 100

230 150

250,280 200

420,450

Таблица 2

ПроизводительСпособ

Темпе- Отношение

Глубина заглубления

Разность

Скорость вытяги

Отношение темпераратура стекломассы мощностей электемператур производст венного тур стекломассы тронагрева вертикального в ания труб, м/ч на вых.. из печи, ос насадки, стеклов луковице к потока температуре в выработочной по глубине на массу, мм и горизонтальвыходе в выработочную камеру, 0с ного участков канала камере

100 280 20

1260 х 0,92

1540 47 4-8 .3i

80, х 1,5

1525 60 7-9

25 х 2,4

280 18

1340

100 14 х 0,88

260-280 180 14

1300

1530 52 5-7 — х

40 8 х 1,85

1540, 55 4-6

195 230 18

4 50

10 х 1,96

1525 56

220 230 18

1250

5-8

50 х 2,15 х 0,92

Изве» стиый 50

16О 230 18

1350 х

25-35

1535 60 5 7

31 х 0,83

1300

380 23

)50 15 х 1,93 х 0,9

420 22

1540 47 3-6

25

1150 — х

1280

200 12 х 0,9

Диаметр изготавли-" ваемых труб

0„ ность печи по стекломассе, т/сут

Условный диаметр

1 формуемой трубы

d» мм х 0,9

1300 х 0,88

Диаметр формующей детали (насадки), мм

1571003

10 11ро*ол> ение табл 2

Коэффициент выхода годных иэделий, Х

Способ

Работа: машины без обновления до обрыва трубы, ч

Отношение

Из донных слоев

Из поверх-. ностных количества сливаемой стекломассы к произ слоев

4,И водственному потоку

О /q

300-380 0,158(1900) 0,03(400) 0,125(1500) 8-10

300-350 0,16(2240) 0,04(560) 0,12(1680) 5-7

360-480 0,16(1280) 0,03(240) 0,13(1040) 7-9

70

10-15

360-480 0,16(1600) 0,04(400) 0,12(1200) 6-8

Известный

120-240

30-40

240-360 0,095(1425) 0,035(525) 0,06(900) 8-10

55

l 0-15

320-440 0,03(300) 0,03(300) О

240-340 0,04(480) 0,04(480) О

Перепад температуры между горячей (co стороны печи) и холодной (со стороны слива) сторонами выработочной камеры, С

40-50

Колебания диаметра, разнотол-, щинность трубы, кристаллизация на поверхности трубы .

1571003

Уройнь стеклоиассыбкаиере

Составитель Т. Парамонова

Редактор М.Недолуженко Техред H.Õoäàíè÷ Корректор Л. Бескид

Подписное

Тираж 392

Заказ 1484.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101