137994. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegnek villamos fűtéssel való olvasztására és előállítására

Megjelent: 1962. december 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 137.994. SZÁM 32. b. 1—4. OSZTÁLY — T-4740. ALAPSZÁM Eljárás üvegnek villamos fűtéssel való olvasztására és előállítására Egyesült Izzólámpa és Villamossági R. T. Budapest A bejelentés napja: 1944. február 4. Ismeretesek olyan villamos üvegolvasztó kemencék, amelyeknél az olvasztást az üvegfürdőbe elektródák útján bevezetett villamos váltóáram hőhatása eszközli. Ezeknél a kemencéknél azonban különféle hátrányos jelenségek léptek fel, amelyeket az alábbiakban ismertetünk. Az üvegfürdőből a váltóáram hatására egyik félperiódusban az egyik elektródán, mégpedig a pillanatnyi anódán oxigén és a másikon, mégpedig a pillanatnyi katódán pl. alkálifém válik ki. A következő félperiódusban az áram iránya megfordul és azon az elektródán válik ki alkálifém, amelyen előbb oxigén fejlődött, és viszont. Ha azegyik félperiódus alatt felszabadult üvegalkotók a következő félperiódus alatt változatlan minőségben és mennyiségben kiválásuk helyén maradnának, akkor azok ez utóbbi félperiódusban kiváló anyaggal újra reakcióba lépnének és így az üveg anyagában semmi változás sem volna észlelhető, a folyamatnál csupán az áram hőhatása érvényesülne, amint ez különiben kívánatos is volna. Kísérleteinkből kitűnt azonban, hogy a lejátszódó folyamatok a jelenleg használatos hálózati frekvenciák (pl. 50—60 periódus) esetén már némileg módosulnak. Az elektródán kiváló üvegalkotók ugyanis az elektróda környezetében uralkodó hőmérséklet (pl. 1500 C°) mellett az üveg kis viszkozitása miatt már igen gyorsan eldiffundálnak az elektróda környezetéből, úgy, hogy pl. 50 periódus mellett, az említett hőfokon, a felszaba. dúlt oxigénnek 0,1—10%-a az áram megfordulásakor a reakcióban részt venni már nem tud és így ennek megfelelő szabad alkálifém marad viszsza. Ez a magában véve nem jelentős mennyiségű alkálifém azonban az üvegben oldódik és azt elszennyezi illetőleg elszínezi. Még sokkal hátrányosabbak a viszonyok akkor, ha az elektródák anyagát — amint az a gyakorlatban tényleg történni szokott — úgy választjuk meg, hogy az valamelyik kiváló elektrolitos termékkel reakcióba képes lépni. Ilyen anyagok pl. a grafit vagy magas olvadáspontú fémek, amelyekből a gyakorlatban használt kemencék elektródáit, üzemi és gazdaságossági szempontok figyelembevételével, gyakran készíteni szokták. Grafitelektródák alkalmazása esetén pl. az anódikus félperiódusban kiváló oxigén a grafittal reakcióba lép és az így keletkező szénoxid már nem képes a következő félperiódusban kiváló alkálifémet lekötni, tehát ez esetben az elszennyeződést illetőleg elszíneződést okozó szabad alkálifém még nagyobb mennyiségben kerül az üvegbe. A grafitelektróda alkalmazásának további hátránya äz, hogy a számbajövő, 1300 C° feletti hőmérsékleten a grafit az üvegben, az üveg minőségétől függően, többé vagy kevésbé oldódik, minek folytán az üveg még inkább elszíneződik. Ez utóbbi elszíneződés azzal magyarázható, hogy az üvegben oldódó grafit az üveggel színes kolloidoldatot alkot, mimellett az is feltételezhető, hogy a tekintetbe jövő magas hőmérsékleten a grafit az üveget megtámadja és ennek folytán alkálifémet választ ki. Ez utóbbi esetben az üvegben az alkálifém oldódik és ez okozza az üveg elszíneződését. Ezeket a hátrányokat kiküszöbölhetjük, ha a találmány értelmében az üvegkeverékhez adott üvegalkotók egyikét vagy többjét úgy választjuk meg, hogy ezek mindegyike oxigéntartalmát vagy annak egy részét az üveg olvadási hőmérsékletén diszponibilis oxigén alakjában adja le. A találmány szerinti eljárásnak az a nagy előnye, hogy nem kell az üveghez külön színtelenítő anyagot adni, hanem az üvegnek valamely amúgyis szükséges alkatrészét adagoljiik olyan vegyület alakjában, amely a fentismertetett hátrányokat meg szűnteti, amennyiben az esetleg oldott állapotban levő szenet színtelen széndioxiddá oxidálja, a fémnátriumot vagy az esetleges egyéb kiredukált fémet pedig az eredetileg is kívánatos színtelen oxiddá oxidálja vissza. Az elérni kívánt célnak általában megfelel minden olyan oxidvegyület, amely az üveg olvadási hőfokán diszponibilis oxigénnel rendelkezik, és ennek leadása után visszamaradó vegyület az üveget nem színezi el. E feltételt elsősorban a peroxidok alakjában bevitt üvegalkotók elégítik ki. így pl. az üveghez szükséges nátrium- vagy káliumvegyületeket vagy azok egy részét nátriumvagy káliumperoxid alakjában adagolhatjuk. Hasonlóképpen adagolhatjuk esetleg az üvegalkotó