Способ изготовления стекла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик (11963962 (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено300579 (21) 2771297/29-33

Р1) М. Кл.з

С 03 B 19/08 с присоединением заявки М—

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень Йо37

Дата опубликования описания 04.02.83!

%3) УДК 666.1. 031. ,l5 (088. 8) И.М.Бужинский, О.М.Сазонов, A.Е. Поздняков и

A.Н.Хомяков

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛА

Изобретение относится к производству оптического стекла, а именно к способам очистки стекла от посторонних включений.

Известен способ изготовления стекла, преимущественно кварцевого или оптического, включающий варку стекломассы в контейнере, охлаждение в нем стекломассы до образования блока, затем деление блока на более мелкие форматы с целью удаления загрязненных пузырями и твердыми включениями зон, формирование изделий и отжиг.

Стекло варят в печи, содержащей контейнер с сосудом для стекла и огнеупорной изоляцией между ними, причем контейнер размещен в индуктор.е (1) .

При этом способе качество стекла низкое, производство стеклоиэделий очень трудоемкое и дорогое °

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки стекла от газовых включений, по которому неочищенную стекломассу непрерывно подают в быстро вращающийся контейнер и подвергают воздействию .центробежных сил, значительно превышающих силу тяжести стекла, В стекломассе создают перепады статического давления, вызывающие миграцию газовых включений к участкам с более низким статическим давлением и в атмосферу. Осветленную таким образом стекломассу выпускают из контейнера через патрубок в дне . Контейнер с размещенным внутри него сосудом и огнеупорной изоляцией между ними установлен с возможностью вращения от привода. Температуру стекломассы в контейнере поддерживают постоянной Г2 )

По такому способу стекло очищают только от газовых включений. Между тем известно, что оптические стекла содержат большое количество твердых включений, видимых невооруженным глазом, так называемых камней, а также большое количество микровключений, видимых только в микроскоп. Природа этих твердых микровключений может быть самой разной — от металлических частиц, например ° частиц платины, никеля, железа и других до частиц керамического происхождения. Для ряда областей применения оптического стекла твердые микровключения в нем недопустимы.

По этому способу стекло не очищают от твердых: включений. При отли963962 ве и эатвердевании стекла твердые включения в нем остаются.

Целью изобретения яВляется повышение качества оптического стекла эа счет очистки от газовых и .твердых включений.

Эта цель достигается тем, что в способе изготовления стекла, включа- ющем отливку стекломассы во вращающийся контейнер,формование и отжиг,формование осуществляют в контейнере, не прекращая его вращения до образования блока, а после отжига производят механическую обработку блока с удалением загрязненных зон °

-На фиг. 1 схематически изображено устройство и индуктором для осущест- 15 вления предлагаемого способа, про- ° дольный разрез, вариант; на фиг. 2— устройство с электрическим нагревателем сопротивления, продольный разрез, вариант. 20

Способ. очистки стекла от включений осуществляется следующим образом.

Неочищенную заготовку оптического стекла или стекломассы помещают 25 в кочтейнер и приводят его во враще- ние со скоростью, при которой нормальное ускорение Wä значительно больше ускорения свободного падения (), например Юп- 20-30с ° Стекло- 3р массу нагревают до температуры осветления (вязкость 40-100 п) . Время вращения устанавливается экспериментально. Затем, не останавливая вращения, остужают стекломассу до затвердевания, прекращают вращение, остужают

5 стекло по режиму грубого отжига до комнатной температуры, вынимают блок стекла иэ контейнера, производят тонкий отжиг и путем механической обработки (обдирКи, распиловки и "p т.д.) удаляют наружные .и внутренние загрязненные зоны в блоке.

Способ изготовления оптического высококачественного стекла осущест- 4> вляют в устройстве, содержащем контейнер 1, выполненный из диэлектрического термостойкого материала, например ситалла. В контейнер помещен цилиндрический сосуд 2 для стекла также из диэлектрического материала, например кварца. Вокруг этого .сосуда размещен нагреватель 3, выполненный в виде цилиндрического стакана иэ токопроводящего материала, например 5S платины или ее сплавов. Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипающая огнеупорная засыпка 4.

Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорной теплоизоля- ц) цией 5, выполненной, например,иэ высокоглиноэемистого легковеса ВГЛ-1,3.

Контейнер 1 закрыт крышкой 6, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода, и помещен в индуктор 9.

4( устройство может быть выполнено по другому варианту, Контейнер 1, входящий в устройство, выполнен, например, из стали. В этот контейнер помещен цилиндрический сосуд 2 иэ кварца. Нагреватель 3 в виде ленты из платинового сплава намотан по спирали вокруг этого сосуда.

Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипающая огнеупорная засыпка 4.. Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорной . теплоизоляиией 5, выполненной, например, из высокоглиноэемистого легковеса ВГЛ-1,3. Контейнер 1 закрыт крышкой 6, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода. Электрический ток к нагревателю

3 подается через скользящие контакты, условно показанные стрелками 9.

Устройство работает следующим образом.

Для изготовления стекла из готового блока его закладывают в сосуд

2 и на индуктор 9 или нагреватель 3 подают напряжение. Сосуд 2 разогревается, расплавляя заготовку 10 до температуры осветления. Для очистки расплава стекла в предварительно разогретый сосуд 2 загружают стекломассу 10. Контейнер 1 из диэлектрика индуктором при этом не разогревается, Теплоиэоляция 5 защищает стенки. контейнера 1 от перегрева за счет тепла сосуда 2,.так что их прочностные свойства не снижаются. Затем контейнер 1 с помощью вала 8 приводится во вращение с такой угловой скоростью, чтобы действующие на стекломассу центробежные силы были значительно больше сил.- тяжести расплава, т.е. возникающая нормальная составляющая ускорения Хв должна быть:

Х„ л,", где с -„ 9,8 м/c2 — ускорение свободного падения. Время вращения должно быть достаточным, чтобы все включения переместились в наружную и внутреннюю эоны расплава от оси вращения контейнера. После этого, не прекращая вращения, постепенно снижая температуру нагревателя 3, расплав остужают до температуры затвердевания (вязкость 4 ° 108 п) и контейнер 1 останавливают.

Использование предлагаемого способа изготовления стекла, свободного. от включений, обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность очистки стекла не только от газовых включений, но и от твердых; возможность очистки стекла не только от крупных, видимых невооруженным глазом включений, но и от микровключений, так как время вращения контейнера может быть выбрано достаточно большим, а стекло расплавлено до малых значений вязкости; возможность очистки не

963962

Формула. изобретения

Составитель В.юдина

Редактор 3. Бородкина Техред C. Иигунова КОрректор Г. Решетник

Заказ 235/1

Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 только расплава стекла на последнем этапе его варки, но и готового стекла, забракованного ранее иэ-эа включений.

Способ изготовления стекла, включающий отливку стекломассы во вращающийся контейнер, формование и отжиг, отличающийся тем,что, с целью повышения качества оптического стекла эа счет очистки от газовых и твердых включений,формирование осуществляют в контейнере, не прекращая его вращения до обраэо-, вания блока,а после отжига производят механическую обработку блока с удале4 нием загрязненных зон.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по производству стекла, т. 1, И.,Стройматериалы.

10 с. 563-580.

2. Патент США М 375886 кл. 65-134, опублик. 1973.