176858. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üveg gyártására és üvegolvasztó kemence
5 176858 6 alacsonyabb hőmérsékletre hűtenénk, mint a felső réteg alatt levő üvegrétegek hőmérséklete. Az ilyen hőmérsékleti inverzió olyan áramlásokat eredményezhet az üvegben, melyek csökkentik a megmunkált üveg minőségét, és szemmel is észrevehető hibákat hoznak létre a kész termékben. A túlzott felületi hűtésből származó problémák kiküszöbölésére és annak érdekében, hogy a kemencéből a kiemelt üveg mennyiségét még fokozni lehessen, ez ideig a kísérleteket abban az irányban folytatták, hogy vagy csökkentsék a visszatérő áramlásokat, így — példaképpen — a visszatérő áramlások pályájának szabályozásával, így egy gát beépítésével az áramlási pályába, vagy pedig a már lassan haladó viszszatérő áramlás hűtésével és ezzel még tovább csökkentve a visszatérő áramlás sebességét. Ezek az intézkedések azonban lényegében nem teszik lehetővé az olvasztókemence hozamának fokozását, ami pedig az elérendő cél volt. Arra a felismerésre jutottunk, hogy a találmányunk szerinti kemence esetében, amennyiben olyan eszközöket alkalmazunk, melyek alkalmasak az olvasztott üveg áramlásának szabályozására a széles szakaszból a kemence szűkebb, további részébe, és ugyanakkor a pálya hosszát, amelyen a visszatérő áramlások keletkeznek, csökkentjük, több hő áll rendelkezésre az olvasztókemence olvasztó és rafinálási szakaszának végén, mivel a visszaáramló üveg nem veszít olyan sok hőt, mint amennyit veszítene, ha a visszatérő áramlási pályán a természetes áramlás határáig mozoghatna. Az előrehaladó áramlás szabályozása hasonló módon csökkenti a hőátadás mértékét az olvasztó és a rafináló szakaszának végétől a kemence kondicionáló szakaszába. Ilyen módon az energiát sokkal hatékonyabban használjuk ki, mivel több hő áll rendelkezésre az olvasztási és rafinálási célokra, amire korábban az olvasztott üveg visszatérő, hidegebb áramlásánál a hőmérséklet emelésére volt szükség. Ezen túlmenően — mivel a gát a felső rétegben az áramló üveg sebességét is csökkenti — a hőabszorbeálásra is több idő áll rendelkezésre. Mivel kevesebb hő átadása történik, a szélesebb szakaszból a kemence keskenyebb szakaszába, viszonylag kevesebb hűtésre is van szükség a kondicionáló szakaszban, mivel csak előrehaladó üveg halad végig a kondicionáló szakaszon, és ennek során van kitéve a hűtési műveletnek. Ez javítja a kemence egész területén a hő hatékonyságát, és lehetővé teszi a kondicionáló szakasz rövidebb méretezését egy adott mennyiség esetén, mint az korábban lehetséges volt. Ennek még az a járulékos előnye is van, hogy egy adott teljes kemencehosszúság esetén a kemence egy nagyobb szakasza használható a találmányunk szerinti megoldásnak megfelelően, olvasztási és rafinálási célokra, és ugyanakkor a tartályból kiemelhető, olvasztott üveg mennyiségét is növeljük az adott kemenceméretek figyelembevételével. Arra a felismerésre is jutottunk, hogy találmányunk egy további kiviteli alakja esetén, amennyiben a keskenyebb szakaszban, az üveg összetételét és hőhomogenitását javító eszközöket alkalmazunk, növeljük a kemencéből kilépő olvasztott üveg mennyiségét, és javítjuk az üveg minőségét a kemence kilépő végén annak ellenére, hogy lényegében azonos méretű, sőt, sok esetben kisebb méretű kemencét alkalmazunk, mint korábban. Ilyen módon lehetővé válik, hogy nem csupán az üzem építési költségeit, hanem magának az üzemeltetésnek a költségeit is csökkentsük. A kondicionáló zónába belépő üveg olyan állapotban van, amely további hűtés után alkalmas az alakító eljárásba való továbbításra, így például az úsztatott üveg előállítási eljárásban történő továbbfeldolgozásra. Egy szűk, kondicionáló csatorna alkalmazásával, melyben kizárólagosan előre történő áramoltatás jöhet létre, gátat szab a nemkívánatos, visszafelé irányuló áramlásoknak, összehasonlítva a szokványos kemencéknél kialakított széles és mély kondicionáló-szakaszokkal, és lehetővé teszi szokványos eszközök alkalmazásával ezeknek az áramlásoknak pontosabb szabályozását. Ennek az az igen előnyös hatása, hogy lehetővé teszi a kondicionálást anélkül, hogy az üvegben optikai hibák keletkezésének veszélye fennállna, ami egymással párhuzamos áramlásoktól való eltéréséből adódhatnak a kondicionálás során. A kemence további része, mely viszonylag szűk, azonos szélességű teljes hosszában, vagy különböző szélességű szakaszokra is osztható, de az egyes szakaszrészek mindig keskenyebbek, mint az első, közvetlenül a belépő vég után levő széles szakasz. A kemence több, viszonylag keskeny méretezésű áramlási csatornával lehet kiképezve, melyek az üveget közvetlenül a belépő vég után levő szélesebb szakaszból a kemence kilépő végéhez vezetik. Előnyösen az áramlásszabályozó eszközként gátat használunk, mely úgy van elhelyezve, hogy az olvasztott üvegbe nyúljon, és ilyen módon szabályozza az olvasztott üveg előre való áramlását a kemence keskenyebb szakasza irányában. Ez a gát előnyösen folyadékkal, így például vízzel hűtött, vízszintesen keresztülnyúlik az üveg áramlási pályáján, és az üveg kezelésére szolgáló kemencének a széles szakaszát követő keskenyebb szakasz belépő végén. A gátat olyan magasságban helyezzük el a kemence feneke fölött, hogy az olvasztott üvegnek az előreáramló felső szakaszába nyúlik. A gát kinyúlhat az olvasztott üveg felső felülete felé is, vagy — bizonyos esetekben — kívánatos, hogy a gátnak a felső felülete azonos síkban legyen az olvasztott üveg felső felületével. A gátat előnyösen végein egy keret vagy egyéb alkalmas tartóeszköz rögzíti a kemence szerkezetén kívül, és helyzetében beállítható, így például magasságában és hosszanti helyzetében is állítható olvasztott üvegben. A gát a keskeny szakaszban az olvasztott üveg áramlási pályájára merőlegesen van elhelyezve, vagy bizonyos szöget zárhat be ezzel az áramlási pályával. A gát vízzel hűtött cső lehet, és ebben az esetben alkalmas az előrehaladó, olvasztott üveg hűtésére is. Előnyösen függőleges irányú lépcsőzetet képezünk ki a kemence fenékrészén, a keskenyebb tartályszakasz első és második részének csatlakozásánál. Bár a kemence mélységének a lépcsőzetes változtatása általában nem meredek lejtőként kiképzett, változó méretű fenék alkalmazható bizonyos esetekben. A kemencének az a hossza, melyben az üveg visszafelé irányuló áramlásai létrejönnek, a lépcsőzet kiképzésének helyétől függ, mivel általában az áramlás főirányát tekintve visszafelé irányuló áramlások lényegében csak a lépcsőzet helye előtt keletkezhetnek, míg e hely után lényegében a teljes üvegmennyiség előre, a kilépő vég irányában áramlik. A fentiekből nyilvánvaló, hogy ilyen lépcsőzet kialakítása esetén a visszafelé áramlás pályáját megrövidítjük ahhoz képest, mint ha egy szokványos, azonos mélységű kondicionáló szakaszt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
