Способ непрерывного упрочнения листового полированного стекла

 

Область применения: производство листового стекла на поверхности расплава металла. Обе поверхности листового полированного стекла при переходе ленты стекла из ванны расплава в печь отжига последовательно обрабатывают сначала парами воды, а затем газовой смесью моносилана с аргоном или азотом. После подачи ленты стекла в печь отжига ее поверхности обрабатывают парами воды до температуры ленты стекла 100 - 150^oC. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области стекольного производства, в частности, к способу изготовления листового стекла на поверхности расплавленного металла.

Известен способ изготовления листового полированного стекла, включающий подачу стекломассы на поверхность расплавленного металла, формование стекломассы в ленту в условиях защитной газовой среды, продвижение ленты стекла вдоль ванны с одновременным охлаждением, достаточным для того, чтобы без повреждения переместить ее непосредственно на валы печи отжига [1] Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изготовления листового стекла, включающий подачу стекломассы в ванну на поверхность расплавленного металла, формование ее в ленту, подачу в ванну через газораспределительное устройство на ленту стекла газовой смеси, содержащей силан и образующий при пиролизе кремниевое покрытие [2] Недостатком известных способов является то, что формование ленты стекла согласно этим способам оказывается незаконченным, так как поверхности ленты стекла насыщены некомпенсированными связями и при выходе из ванны расплава начинают активно взаимодействовать с газами и парами окружающей атмосферы. Газораспределительное устройство расположено в ванне расплава металла над лентой стекла, т.е. газовая смесь подается только на одну верхнюю поверхность. По мере развития процесса атмосферного и механического повреждения нижней поверхности, снижается прочность стекла.

Задачей настоящего изобретения является создание такого способа производства листового стекла, который позволил бы обеспечить защиту поверхностей стекла от повреждения и получить листовое стекло с улучшенными прочностными характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе изготовления листового полированного стекла формование поверхностей стекла осуществляют непосредственно после съема ленты стекла с расплава металла в газовой атмосфере, где обе поверхности ленты стекла последовательно обрабатывают сначала парами воды, а затем газовой смесью моносилана с аргоном или азотом, после подачи ленты стекла в печь отжига ее поверхности обрабатывают парами воды до температуры ленты стекла 150 100^oC.

В традиционных способах производства флоат-стекла формующая ванна расплава отделена от узла выработки как в механическом, так и в гидравлическом смысле.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Стекломассу подают на поверхность расплавленного металла, например, расплава олова или его сплава, удельный вес которого превышает удельный вес стекла. Стекломасса, растекаясь под действием силы тяжести и сил поверхностного натяжения, формируется в плоскопараллельную ленту стекла. Эту ленту перемещают к выходному концу ванны, постепенно понижая температуру с помощью терморегуляторов, так чтобы полученная лента, охлаждаясь, затвердевала, сохраняя плоскопараллельную форму. Внутри ванны с помощью системы трубопроводов поддерживается постоянное избыточное давление защитной среды инертного газа, например, азота, с примесью восстановительного газа, например, водорода. Далее лента стекла, отделяясь от поверхности расплава металла, входит в камеру обработки, на своде которой расположен трубопровод для подачи защитного газа из азота и водорода. В камере над и под лентой стекла расположены газораспределительные устройства для подачи модифицирующего реагента с целью окончательного формования обеих поверхностей ленты стекла. Продвигаясь вдоль указанной камеры по валам рольганга в зоне температур 600 - 400^oC, лента стекла подвергается последовательно обработке парами воды, а затем газовой смесью моносилана с аргоном, после подачи ленты стекла в печь отжига ее поверхности обрабатывают парами воды до температуры ленты стекла 150 100^oC.

Предлагаемый способ формования позволяет обрабатывать обе поверхности ленты стекла и получать покрытие более высокого качества, так как в камере обработки, в отличие от ванны расплава, отсутствует микроконденсат олова, вызывающий дефектность покрытия.

На чертеже изображено продольное сечение устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

Показанное на чертеже устройство для производства листового стекла включает стекловаренную печь 1, лоток 2, ванну 3, содержащую расплавленный металл 4, устройство 5 для регулирования температуры, устройство 6 подачи защитного газа, устройство 7 для модификации поверхностей ленты стекла 8, тянущее устройство 9 и печь для отжига стекла 10.

Устройство 7, представляющее собой камеру шириной, равной ширине ванны расплава 3 и длиной 0,5 1 м, расположенную между ванной 3 и печью отжига 10 и являющуюся продолжением корпуса ванны 3, оснащено трубопроводов 11 для подачи азотно-водородной смеси в качестве защитной среды. В камере 7 над и под лентой стекла 8 расположены устройства 12 для подачи модифицирующего реагента, причем, последние установлены поперек ленты стекла 8.

Таким образом, формующая камера представляет собой ванну расплавленного металле и камеру для обработки поверхностей ленты стекла газовыми реагентами.

Пример. Сформированную в ванне расплава 3 ленту стекла 8 перемещают со скоростью, например, 200 м/час к выходному концу ванны 3, постепенно понижая ее температуру. На выходе из ванны расплава 3 в зоне между ванной 3 и первым ведущим валом рольганга 9 при температуре 600^oC верхнюю и нижнюю поверхности ленты стекла 8 обрабатывают с помощью инжекторных устройств (на чертеже не показаны) парами воды, что способствует устранению микротрещин Гриффита в результате пластификации поверхностного слоя. Далее в камере 7, расположенной между первым и вторым валами рольганга 9 с помощью газораспределителей 12 дополнительно обрабатывают поверхности ленты стекла 8 газообразной смесью, содержащей 5% моносилана, 90% аргона, 5% водорода.

В результате реакции кремния и ксилородсодержащих элементов образуется прозрачное высококремниевое покрытие из SiO₂ толщиной более 400 .

Затем, после подачи ленты стекла в печь отжига ее поверхности обрабатывают парами воды на протяжении всего процесса отжига до температуры ленты стекла 150 100^oC, что способствует сохранению пластифицированного поверхностного слоя стекла и толщины кремнийоксидного покрытия.

Средние значения прочностных характеристик стекла приведены в таблице.

Таким образом, комплексная обработка ленты стекла вышеперечисленными реагентами уменьшает трещинноватость поверхности, тем самым повышая механическую прочность стекла, затем консервирует прочность поверхностей светопрозрачной защитной пленкой из SiO₂, имеющей повышенную микротвердость и прочность к истиранию.

Использование предлагаемого способа позволяет получать высококачественное конструкционное листовое стекло с модифицированными поверхностями, обеспечивающими повышенные прочностные, теплозащитные или декоративные свойства.

В данном способе исключаются присущие для всех известных способов специальные сложные устройства для устранения окислов олова, вызывающих дефектность поверхности ленты стекла. В предлагаемом способе устраняется подсос кислорода в выходной конец ванны, что значительно уменьшает образование окислов олова и дает лучшие экономические результаты.

Изобретение можно использовать при производстве стекла любого химического состава, которое можно формовать с помощью флоат-процесса, например, натриево-известково-силикатное или боросиликатное стекло. Отходы стекла с кремниевым покрытием могут быть использованы в качестве обратного боя, так как не содержат инородных примесей.

Стекло с таким покрытием может быть использовано в качестве матричных элементов при производстве органического стекла, элементов остекления наземного и особенно сельскохозяйственного транспорта, работающего на открытой местности в условиях повышенной солнечной радиации, в области архитектурного строительства с повышенными требованиями к эстетическим показателям и конструкционной прочности.

Формула изобретения

Способ непрерывного упрочнения листового полированного стекла путем обработки его поверхности смесью моносилана с аргоном или азотом при 400 - 600^oС и отжига, отличающийся тем, что осуществляют обработку обеих поверхностей стекла, которые предварительно обрабатывают парами воды, а поcле подачи стекла в печь отжига повторно обрабатывают его поверхности парами воды до 100 150^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2