178324. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üveg hő hatására történő edzésére
3 178324 4 Valamely gázfejlesztő tulajdonságokkal rendelkező anyag kiválasztása azonban egymagában nem elegendő nagyobb edzőfeszültségek és más tényezők eléréséhez. Azt találtuk, hogy annak érdekében, hogy olyan gázfejlesztő tulajdonságokkal rendelkező anyag használata esetén, amely egyenletes kiterjedésű nyugalmi állapotú fluidizációban van, kielégítő eredményt érjünk el, fontos az anyag átlagos szemcseméretének, szemcseméret-eloszlásának és folyóképességének a megválasztása, ahogy azt az alábbiakban megadjuk. A szemcsés anyagból felszabadult gáz ezután eléggé meggyorsítja a szemcsés anyag mozgását az üvegfelületek szomszédságában és Így a felhevített részek gyors mozgásával igen nagy mértékben megnöveljük a hőeltávolítást az üvegfelületekről, miközben a fluidizált anyag belsejéből fokozatosan hidegebb szemcsék áramlanak az üvegfelületek szomszédságába. A szemcsés anyag „folyóképessége” olyan szám összegeként adható meg, amely négy olyan eredmény összege, amelyeket a szemcsés anyag négy jellemzőjének az értékelésénél a szemcsés anyagnak tulajdonítunk. A „folyóképesség” megjelölést ilyen értelemben használjuk. Valamely folyóképes szemcsés anyag e négy jellemzőjét és az eredmények értékelési módját Ralph L. Carr Jr., „Evaluating Flow Properties of Solids” című cikkében (Chemical Engineering, Volume 72, Nr. 2, 1965. január 18.) a következő módon ismerteti: v, . , , 100(P-Aí 1. Osszenyomhatoság=------^------% ahol P=térfogatsűrűség, A=felületi sűrűség. 2. Csúszó határszög: a vízszintes és egy a vízszintes feletti pontból lehulló szemcsés anyaghalmaz rézsűszöge közötti szög fokokban mérve állandó szög létrejöttekor. 3. Spatula-szög: ezt úgy mérjük, hogy egy spatulát vízszintesen beszúrunk a száraz szemcsés anyagtömeg aljába, majd fel és le emeljük ki az anyagból. A szög átlagértéke fokokban a spatulán levő anyaghalmaz oldalának a vízszinteshez mért szöge. 4. Szemcseméret-eloszlás: (a fenti cikkben egyenlőtlenségi együttható néven van említve): ezt a fent megnevezett cikk szerint az a számérték, amelyet akkor kapunk, ha azt a szitanyílás-méretet (például szemcseméretet), amelyen a szemcsés anyag 60%-a megy át, elosztjuk azzal a szitanyílás-mérettel, amelyen a szemcsés anyag éppen 10%-a megy át. Az említett szemcseméret-eloszlást ismert módon egy Coulter számlálóval mérjük annak érdekében, hogy meghatározzuk azokat a szemcseátmérőket, amelyek 40% és 90% szitán fennmaradt halmozott súlyszázalékoknak felelnek meg olyan szitaméreteknél, ahol a szemcsés anyag 60%-a és éppen 10%-a megy át a szitán. Az összenyomhatóság számértékét, a csúszó határszöget és a spatula-szöget egy Hosakawa Powder Tester segítségével állapítjuk meg. Ez a Powder Tester éppen a porok „folyóképességé”-nek fenti módon való meghatározására szolgál. Valamely szemcsés anyag folyóképessége alapjában véve olyan tényezőkre vonatkozik, mint az átlagos szemcseméret, a szemcseméret-eloszlás és a szemcsék alakja, amely gyakran a szemcsék szögletességére vonatkozik. Ez azt jelzi, hogy azok lekerekített vagy szögletes formájúak. A folyóképesség növekszik az átlagos szemcseméret növekedésével, a szemcseméret-eloszlás szűkítésével és a szemcsék szögletességének a csökkenésével. A térfogategységenkénti hőkapacitás minimális fluidizáció esetén az anyag fajhőjének és a fluidizált ágynak az ágy minimális fluidizációjánál mért sűrűségétől függ. Ez a sűrűség növekszik a szemcseméret-eloszlás szűkítésével. Nagy edzőfeszültség értéket létesíthetünk az üvegben akkor, ha azt optimális folyóképességű fluidizált ágyban hirtelen lehűtjük. Bizonyos kívánt edzőfeszültséget biztosító anyagok a kereskedelemből beszerezhetők. Más kereskedelmi forgalomban levő anyagok úgy módosíthatók a kívánt edzőfeszültség biztosítása érdekében, hogy az anyagot szitáljuk szemcseméretük és szemcseméret-eloszlásuk megváltoztatása érdekében. A találmány tárgya eljárás üveg hőkezelésére, amelynek során az üveget alakváltozási pontja feletti hőmérsékletre hevítjük, majd a forró üveget hirtelen lehűtjük egy egyenletes kiterjedésű nyugalmi állapoban levő gázfluidizált szemcsés anyaggal. Az eljárásra az jellemző, hogy olyan szemcsés anyagot alkalmazunk, amely gázfejlesztő tulajdonságokkal rendelkezik, átlagos szemcsemérete 30—120 jxm, szemcseméret-eloszlása 1,15—- 2,78, folyóképessége 69,5—92 és térfogategységenként hőkapacitása minimális fluidizáció esetén 0,7— 1,59 MJ/m2 3 4K tartományban van. A szemcsés anyag előnyösen saját súlyának 4— 34,5 súly%-át képes gázzá alakítani, ha 800 °C-on állandó súlyig hevítjük. A keletkező gáz egy olyan vegyület, például víz jelenlétének köszönhető, amelyet a szemcsés anyag adszorbeál és/vagy kombinációban van vele. A szemcsés anyag y-alumíniumoxid lehet, amely saját súlyának 4—10%-át képes gázzá alakítani, ha azt 800 °C-on állandó súlyig hevítjük, továbbá átlagos szemcsemérete 32—119 |im, szemcseméret-eloszlása 1,21— 2,34, folyóképessége 72,25—92 és a térfogategységenkénti hőkapacitása minimális fluidizáció esetén 0,85— 1,18 MJ/m3K tartományban van. A szemcsés anyag pórusos alumíniumszilikát is lehet, amely a y-alumíniumoxidhoz hasonlóan tartalmaz adszorbeált vizet. Más szemcsés anyagok, amelyek használhatók, kristályvizet tartalmazó vegyületek, például az alumíniumtrihidrát (A1203.3H20) vagy az alumíniummonohidrát (A12Oj. 1 H20). A szemcsés anyag olyan alumíniumtrihidrát (A1203. . 3 H20) lehet, amelynek az átlagos szemcsemérete 62— 86 [xm, szemcseméreteloszlása 1,64—2,73, folyóképessége 69,5—82 és térfogategységenkénti hőkapacitása minimális fluidizáció esetén 1,52—1,59 MJ/m3K tartományban van. A szemcsés anyag olyan alumíniummonohidrát (A1203.1 H20) lehet, amelynek az átlagos szemcsemérete 45—57 (xm, szemcseméreteloszlása 1,15—2,78, folyóképessége 74—80 és térfogategységenkénti hőkapacitása minimális fluidizáció esetén 1,156—1,181 MJ/m3K tartományban van. Egyéb használható szemcsés anyagok a találmány szerinti eljárásnál a nátriumhidrogénkarbonát vagy a hidratált vasoxid (FeO.OH) amely kombinált kristályvizet tartalmaz, vagy magnéziumhidroxid (MgíOHjj), amely ugyancsak kombinált kristályvizet foglal magában. A találmány kiterjed a találmány szerinti eljárással előállítható, hő hatására edzett üveglapra is. Néhány találmány szerinti változatot a példák segit-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
