176858. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üveg gyártására és üvegolvasztó kemence
3 176858 4 séges a két eljárás kombinációja is. Az üveget a kondicionáló szakaszban általában levegő segítségével hűtik, amelyet az üveg szabad felületén keresztül áramoltatnak. A kemence olvasztó szakaszában emelkedő hőmérsékleti gradienst állítanak be az energiabeadagolás szabályozásával a kemence teljes hosszában, a hőmérséklet a maximális értéket az úgynevezett forró-ponton éri el. Az áramlás irányát tekintve a forró-pont után a hőmérséklet már csökken. Ezeknek a hőmérsékleti gradienseknek a hatására visszatérő áramlások keletkeznek, melyek visszatérítik a forró üveget az olvasztó szakasz felső rétegében, a még meg nem olvasztott réteg alatt, a beadagolási vég irányában, és ilyen módon az olvasztandó üvegtömegnél az olvasztó szakaszban az alkalmazott hő mennyiségét növelik. Az üvegtömeg egyébként nem lenne kellőképpen hővel ellátva, mivel a még meg nem olvasztott állapotban levő üvegtömeg szigetelőréteget alkot, mely megakadályozza a hő átadását az alatta elhelyezkedő olvasztott üveg tömegére. A hőmérsékleti gradiensek a már említett forró-pont után olyan visszatérő áramlásokat is létesítenek, melyek üveget továbbítanak a rafináló szakasz felső rétegeiből, a kondicionáló szakasz irányában, és ugyanakkor visszatérítik a rafináló szakasz alsó rétegében a hidegebb üveget a forró-pont irányába. Ezek a visszatérítő áramlások elősegítik az üveg homogenizálódását, és az üveg hidegebb, alsó rétegei megakadályozzák, hogy a kemence fenekén kiképzett tűzálló bélés kémiai behatásoknak és eróziónak legyen kitéve a túl magas hőmérséklet következtében. Az olvasztás, rafinálás és kondicionálás egyaránt idő és hőmérséklet függvényében történik. A maximális hőmérsékleteket az olvasztókemence tűzálló bélésének a tulajdonságai határozzák meg, mivel ennek a tűzálló bélésnek az adott hőmérsékleti értékekkel szemben ellenállónak kell lennie, függvénye a hőmérséklet továbbá annak az időnek is, ameddig az üveg a meghatározott szakaszokban tartózkodik. így egy olvasztókemence tervezésénél figyelembe kell venni a maximális kapacitás mellett azt is, hogy adott berendezésnél a hozam növelése milyen mértékben befolyásolja az üveg minőségét. Abban az esetben is, ha a kemencét a tervezett műszaki előírások és körülmények között működtetik, bizonyos esetekben nehéz teljesen homogén üveget előállítani, mely mentes nem oldott, szilárd anyagoktól és gázbuborékoktól, és ugyanakkor összetételében is egységes minőségű. Újabb problémák jelentkeznek, amenynyiben a kemencében a termelést fokozni kívánják. A változó összetételű rétegek a tartályban visszatérő és egyéb áramlásoknak vannak kitéve az olvasztókemence működésétől, a kemence tervezett alakjától és azoktól a fizikai műveletektől függően, melyeket az üveggel el kell végezni. Általában a végtermékben a rétegek az üveg felületével párhuzamosan helyezkednek el, azonban eltérések adódhatnak ettől a párhuzamos elhelyezkedéstől azokban a szakaszokban, melyekben az áramlási körülményekben változások lépnek fel, így például az üvegszalag középső szakaszában. Abban az esetben, ha a rétegek nem párhuzamosak az üveg külső felületével, optikai hibák lépnek fel. Számos eszköz alkalmas a fellépő nehézségek kiküszöbölésére, így például lehet fokozni a hőhatékonyságot az olvasztókemence szigetelésével, jobb minőségű, tűzálló bélés alkalmazásával, melynek segítségével a korrózió és erózió mértéke csökkenthető. Változtatható az üveg összetétele is úgy, hogy kevesebb hőre van szükség az üveg olvasztásához és rafinálásához, vagy pedig a hőnek az üveghez való juttatása során az alkalmazott műveletek is változtathatók, és ennek segítségével a hőhatékonyság javítható. Meg kell állapítani azonban, hogy általában arra az eredményre jutottak, hogy egy olvasztókemencénél a hozam növelése nem érhető el a költségek jelentős emelkedése nélkül, ugyanakkor az olvasztókemence élettartama csökken, és lényegében az üveg tulajdonságai is rosszabbodnak. Találmányunk célkitűzése az ismertetett hátrányok kiküszöbölésére hosszúkás üvegolvasztó kemence kialakítása, melyben az olvasztott üveg helyezkedik el. A kemencének belépő vége van, melybe az olvasztandó, illetve alakítandó üveganyagot juttatjuk. Ezt a beadagoló véget egy olvasztó szakasz követi, ebben a szakaszban történik a beadagolt szilárd üveganyag olvasztása. Az olvasztó szakaszhoz a rafináló szakasz csatlakozik, ebben történik az olvasztott üveg rafinálása, és végül közvetlenül a kemence kilépő vége előtt a kondicionáló szakasz helyezkedik el, melyben az üveg kondicionálása történik, mielőtt azt kiemelnénk a kemencéből a végleges alakítási művelet végrehajtásához. A kemence közvetlenül a belépő vég után széles szakaszból áll, míg a kemence további része a kilépő vég irányában az üveg áramlását biztosító pályát alkot; ez a pálya viszonylag keskenyebb a már említett széles szakaszhoz viszonyítva. A kemencének ebben a további részében az első, közvetlenül a széles, szakaszos csatlakozó részben keletkeznek a visszatérő áramlások a kemence széles szakasza irányába, míg a szakasz másik része, mely a kilépő véghez vezet, emelt fenékkel van kiképezve, és így egy viszonylag széles csatornát alkot, melyen keresztül az olvasztott üveg a kilépő vég irányában áramolhat. Ebben a szakaszban lényegében már visszatérő irányú áramlások nem keletkezhetnek. A kemence magába foglal továbbá az áramlást szabályozó eszközöket, melyek alkalmasak az olvasztott üveg áramlásának szabályozására, amikor az üveg az első, szélesebb szakaszból a keskenyebb szakaszba jut. A kemencéből kiemelhető üveg mennyisége előre meghatározott bizonyos határok között szabályozható, de a legjobb minőségű üveg biztosítása érdekében lényegében azonos olvasztott üvegmennyiséget kell mindenkor biztosítani a kemencén belül, függetlenül a kiemelt üvegmennyiségtől. A kiemelt üveg mennyiség«, vagyis a termelés növelhető az alkalmazott hő mennyiségének növelésével, és/vagy a kemence annak a szakaszának a növelésével, melyben az üveg olvasztása történik; de ez utóbbi — adott tartályméretek esetében — a rafinálásra szükséges tér kárára történik. Az ilyen változtatások magától értetődően befolyásolják mind az előrehaladó, mind pedig a visszatérő áramlások mennyiségét, térfogatát és feltételezhetően mélységét is. A termelés fokozásának velejáró követelménye, hogy az előrehaladó üvegmennyiségre kifejtett hőbehatást is fokozni kell. Ez azt jelenti, hogy az előreáramló üveget fokozottabb mértékben kell lehűteni, ha a kiemelt üveg mennyiségét fokozzuk, hogy megfelelő hőmérsékletet érjünk el az alakítási eljárás során. Ugyanakkor meghatározott korlátja van a felületi hűtésnek is, ami alkalmazható anélkül, hogy a felső üvegréteg stabilitását ne csökkentenénk, amennyiben az üveget 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
