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ES2261114T3 - Metodo de desgasificacion al vacio para flujo de vidrio fundido. - Google Patents

Metodo de desgasificacion al vacio para flujo de vidrio fundido.

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Publication number
ES2261114T3
ES2261114T3 ES00107905T ES00107905T ES2261114T3 ES 2261114 T3 ES2261114 T3 ES 2261114T3 ES 00107905 T ES00107905 T ES 00107905T ES 00107905 T ES00107905 T ES 00107905T ES 2261114 T3 ES2261114 T3 ES 2261114T3
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ES
Spain
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molten glass
ton
vacuum
vacuum degassing
bubbles
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES00107905T
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English (en)
Inventor
Toshiyasu Asahi Glass Company Ltd. Kawaguchi
Koji Asahi Glass Company Ltd. Obayashi
Misao Asahi Glass Company Ltd. Okada
Yusuke Asahi Glass Company Ltd. Takei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/20Bridges, shoes, throats, or other devices for withholding dirt, foam, or batch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B5/225Refining
    • C03B5/2252Refining under reduced pressure, e.g. with vacuum refiners

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  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
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Abstract

Un procedimiento de desgasificación para vidrio fundido que comprende: introducir, en un entorno de presión P [mmHg] vidrio fundido en una cámara de vacío capaz de proporcionar una presión al vidrio fundido que esté en un intervalo de 38 [mmHg] - (P -50) [mmHg] para realizar la desgasificación del vidrio fundido, en el que dicha cámara de vacío comprende un recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32), una parte de una tubería ascendente (14; 24; 34a) y una parte de una tubería descendente (16; 26; 36a) y descargar el vidrio fundido después de que se haya desgasificado de la cámara de vacío a un caudal de Q [ton/h] en el entorno de presión P [mmHg] caracterizado porque el diámetro de burbujas en el vidrio fundido se controla para que sea de 10 a 30 mm; un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la parte de la tubería ascendente (14; 24; 34a), el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y la parte de la tubería descendente (16; 26; 36a) está en el intervalo de 0, 12 - 4, 8 horas, que se obtiene dividiendo un peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la parte de la tubería ascendente (14; 24; 34a), el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y la parte de la tubería descendente (16; 26; 36a) por un caudal Q [ton/h] del vidrio fundido, y en el que la cámara de vacío incluye un recipiente de desgasificación al vacío en el que el vidrio fundido se hace pasar en un estado sustancialmente uniforme y se desgasifica, y una profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y un peso W [ton] del vidrio fundido en la cámara de vacío satisfacen la fórmula (1) mencionada a continuación: 0, 010 m/ton>H/W<1, 5 m/ton (1)

Description

Método de desgasificación al vacío para flujo de vidrio fundido.
La presente invención se refiere a un método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido capaz de retirar burbujas apropiada y eficazmente de un flujo continuo de vidrio fundido obtenido fundiendo materiales
vítreos.
Hasta ahora, ha sido habitual utilizar un procedimiento de refinado para retirar las burbujas generadas en el vidrio fundido obtenido fundiendo materias primas de vidrio en un horno de fundido, antes de la formación del vidrio fundido mediante un aparato de formación, para mejorar la calidad de los productos de vidrio formados.
Se ha conocido un método tal que en el procedimiento de refinado, un agente de refinado tal como sulfato sódico (Na_{2}SO_{4}) se añade previamente a las materias primas de vidrio y el vidrio fundido obtenido fundiendo las materias primas que contienen un agente de refinado se almacena y se mantiene a una temperatura predeterminada durante un período predeterminado, durante el que las burbujas en el vidrio fundido se desarrollan con la ayuda del agente de refinado, ascienden a la superficie del vidrio fundido, y las burbujas se retiran.
Además, se ha conocido un método de desgasificación al vacío en el que el vidrio fundido se introduce en un entorno de vacío a una presión reducida; en dicho estado de presión reducida, las burbujas en un flujo continuo de vidrio fundido se desarrollan y ascienden a la superficie del vidrio fundido en las que las burbujas se rompen y se retiran, y el vidrio fundido se extrae del entorno de vacío.
En el método de desgasificación al vacío mencionado anteriormente, el flujo de vidrio fundido se forma a una presión reducida a la que las burbujas contenidas en el vidrio fundido se desarrollan en un tiempo relativamente corto y ascienden a la superficie usando la fuerza ascensional de las burbujas desarrolladas en el vidrio fundido, seguido de la rotura de las burbujas en la superficie del vidrio fundido. De esta manera, el método puede retirar las burbujas eficazmente de la superficie de vidrio fundido. Para retirar las burbujas eficazmente de la superficie de vidrio fundido, es necesario proporcionar una alta velocidad ascensional de las burbujas de manera que las burbujas lleguen a la superficie del vidrio fundido en un estado de presión reducida. De otra forma, las burbujas se descargan junto con el flujo de vidrio fundido, con el resultado de que el producto final de vidrio contiene burbujas y es defectuoso.
Por esta razón, se considera que la presión en el entorno de presión reducida para la desgasificación al vacío debe ser tan pequeña como sea posible para desarrollar burbujas y aumentar la velocidad ascensional mediante lo cual se mejora el efecto de desgasificación al vacío.
Sin embargo, cuando la presión se baja en el entorno a presión reducida para desgasificación al vacío, a veces se generan numerosas nuevas burbujas en el vidrio fundido y las burbujas ascienden a la superficie del vidrio fundido para formar una capa de espuma flotante sin romperse. Una parte de la capa de espuma puede descargarse junto con el flujo de vidrio fundido para dar como resultado un defecto en el producto de vidrio. Cuando se desarrolla una capa de espuma, disminuye la temperatura de la superficie superior del vidrio fundido. La capa de espuma apenas tiende a romperse cono lo que la capa de espuma se desarrollará adicionalmente. Como resultado, el interior del aparato de desgasificación al vacío se llena con burbujas sin romper. La capa de espuma que llena completamente el aparato puede estar en contacto con impurezas en el techo del aparato; por lo tanto, lleva las impurezas hasta el producto final de vidrio. En consecuencia, no se prefiere una disminución excesiva de la presión en el entorno para desgasificación al vacío para un tratamiento eficaz de desgasificación al vacío.
Además, la velocidad ascensional de las burbujas en el vidrio fundido está determinada por la viscosidad del vidrio fundido, así como por el tamaño de la burbuja. En consecuencia, se considera que la disminución de la viscosidad del vidrio fundido, o el aumento de la temperatura del vidrio fundido pueden hacer ascender eficazmente a las burbujas a la superficie. Sin embargo, cuando la temperatura del vidrio fundido se eleva excesivamente, provoca una reacción activa con el material de la trayectoria de flujo, tal como ladrillos refractarios, con los que entra en contacto el vidrio fundido. Esto puede conducir a la aparición de nuevas burbujas y a la disolución de una parte del material de la trayectoria de flujo en el vidrio fundido, dando como resultado un deterioro de la calidad de los productos de vidrio. Además, cuando se eleva la temperatura del vidrio fundido, disminuye la resistencia del material de trayectoria de flujo, con lo cual se acorta la vida útil de la trayectoria de flujo y se hace necesario un equipo extra tal como una caldera para mantener la alta temperatura del vidrio fundido. Como resultado, para realizar un tratamiento de desgasificación al vacío apropiado y eficaz, es difícil disminuir excesivamente la presión para la desgasificación al vacío y también aumentar excesivamente la temperatura del vidrio fundido.
En el método de desgasificación al vacío en el que se imponen varias restricciones, se ha informado de las siguientes condiciones para la desgasificación eficaz (SCIENCE AND TECHNOLOGY OF NEW GLASSES, octubre 16-17, 1991, páginas 75-76).
En un aparato de desgasificación al vacío 40 para realizar un método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido como se muestra en la Figura 4, el número de burbujas (densidad de burbujas) en el vidrio fundido disminuye a aproximadamente 1/1.000, cuando se hace pasar vidrio fundido a 1.320ºC por el aparato a un caudal de 6 [ton/día] siendo la presión en un recipiente de desgasificación al vacío 42 es 0,18 atm (136,8 mmHg) y el tiempo de permanencia del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 42 en dicho entorno de presión reducida es de 50 minutos.
Concretamente, el tratamiento de desgasificación al vacío mencionado anteriormente se realiza en un aparato de desgasificación al vacío 40 de tipo escala experimental de la siguiente manera. El vidrio fundido obtenido fundiendo materias primas de vidrio se introduce desde un foso 47 aguas arriba al recipiente de desgasificación al vacío 42 a una presión reducida mediante una tubería ascendente 44 mediante una bomba de vacío (no mostrada), formándose un flujo de vidrio fundido en una dirección sustancialmente uniforme. Después, el vidrio fundido se hace pasar al recipiente de desgasificación al vacío 42 a una presión reducida para retirar las burbujas del vidrio fundido, y después, el vidrio fundido se introduce mediante una tubería descendente 46 hasta un foso aguas abajo 48 donde la temperatura del vidrio fundido se mantiene para tener la viscosidad de 1000 poises.
Se toman muestras de vidrio fundido en la entrada de la tubería ascendente 44 y en la salida de la tubería descendente 46 para comprobar la densidad de burbujas contenida en cada muestra del vidrio fundido. Como resultado, la densidad de burbujas obtenida en el vidrio fundido en el foso aguas arriba 47 antes de la desgasificación al vacío es de 150 [cantidad/kg] y la densidad de burbujas contenida en el vidrio fundido en el foso aguas abajo 48 es 0,1 [cantidad/kg]. Por lo tanto, se admite que el número de burbujas disminuye hasta aproximadamente 1/1.000. Se informa también de que no se forma una capa de espuma en la superficie del vidrio fundido, aunque la presión en el recipiente de desgasificación al vacío 42 se establece a un nivel bajo como 0,18 atm.
El informe mencionado anteriormente describe el método de desgasificación al vacío en el que se consigue una desgasificación al vacío eficaz cuando la presión en el recipiente de desgasificación al vacío 42 es de 0,18 atm (136,8 mmHg) y el tiempo de permanencia en el recipiente de desgasificación al vacío 42 es de 50 minutos. Sin embargo, no describe las diversas condiciones necesarias para la desgasificación al vacío para obtener mejores resultados de eficacia de desgasificación al vacío.
En particular, un tratamiento de desgasificación al vacío debe realizarse en un tiempo relativamente corto en un entorno de presión reducida. En consecuencia, en dichas condiciones en que la presión en el entorno reducido no puede disminuirse excesivamente y la temperatura de vidrio fundido no puede ser excesivamente alta, como se ha mencionado anteriormente, es importante determinar un tiempo de permanencia del flujo de vidrio fundido en el entorno de presión reducida.
Cuanto mayor sea el tiempo de permanencia del vidrio fundido fluyendo en el recipiente de desgasificación al vacío 42, la tubería ascendente 44 y la tubería descendente 46, menor será la densidad de burbujas del vidrio fundido después del tratamiento de desgasificación al vacío.
Para prolongar el tiempo de permanencia del vidrio fundido en un entorno de presión reducida, se considera extender la longitud de la trayectoria de flujo del vidrio fundido en una dirección de flujo. Sin embargo, esto provoca problemas prácticos tales como un aumento notable en el coste del equipo debido a las siguientes razones. Puesto que un aislante para aislar una alta temperatura del vidrio fundido y una carcasa como recubrimiento para mantener una presión reducida, que rodea al aislante y a los materiales de la trayectoria de flujo, se proporcionan en la periferia externa de la trayectoria de flujo para que pase el vidrio fundido de alta temperatura, el aislante y la carcasa deben prolongarse de acuerdo con la extensión de la trayectoria de flujo. Además, una unidad estructural pesada que comprende los materiales para trayectoria de flujo, el aislante y la carcasa debe ser móvil de manera que la altura de la unidad pueda ajustarse dependiendo de la presión en el recipiente de desgasificación al vacío 42. Esto crea un equipo móvil de gran tamaño, por tanto, el coste del equipo aumentará.
Se considera que el tiempo de permanencia puede prolongarse disminuyendo la velocidad de flujo del vidrio fundido. Sin embargo, para disminuir la velocidad de flujo, es necesario aumentar la viscosidad disminuyendo la temperatura del vidrio fundido. En este caso, es difícil hacer ascender las burbujas en el vidrio fundido que tiene una alta viscosidad hasta la superficie del vidrio fundido.
Por otro lado, cuando el tiempo de permanencia del vidrio fundido en un entorno de presión reducida se acorta excesivamente, no puede conseguirse una desgasificación suficiente de las burbujas en el vidrio fundido. Concretamente, no puede obtenerse un tiempo suficiente para desarrollar las burbujas en el vidrio fundido en un entorno de presión reducida para elevarlas hasta la superficie del vidrio fundido para de este modo retirar las burbujas por rotura, con el resultado de que el vidrio fundido con las burbujas puede descargarse antes de que las burbujas alcancen la superficie del vidrio fundido. Aunque es posible disminuir la viscosidad del vidrio fundido, es decir, elevar la temperatura del vidrio fundido para aumentar la velocidad ascensional de las burbujas en el vidrio fundido, la temperatura del vidrio fundido no puede aumentar debido a los problemas de una reducción en la resistencia de los materiales usados para la trayectoria de flujo del vidrio fundido y la aparición de nuevas burbujas provocada por la reacción de estos materiales con el vidrio fundido. El documento JP 05 058646 describe un método para la producción de un vidrio fundido, que se funde en un recipiente de fundido, se hace pasar a través de un elevador y se introduce en un recipiente de tratamiento al vacío de un dispositivo de tratamiento al vacío a una presión de 0,05-0,33 atmósfera. El vidrio fundido se descomprime y se desespuma durante 15-120 minutos y después se hace pasar a través de un tubo descendente, se conduce a un canal de suministro a la presión normal y posteriormente se agita y homogeneiza.
\newpage
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido, que es capaz de obtener eficaz y definitivamente vidrio fundido que no contiene burbujas especificando un intervalo de tiempo de permanencia del vidrio fundido en el caso de realizar un tratamiento de desgasificación a un flujo continuo de vidrio fundido en un entorno de presión reducida.
Además, la presente invención se dirige a determinar un intervalo apropiado de condiciones de desgasificación al vacío para el vidrio fundido en un entorno de presión reducida en el método de desgasificación al vacío mencionado anteriormente de manera que pueda obtenerse eficazmente y sin ninguna duda el vidrio fundido sin contener
burbujas.
Estos objetos se consiguen mediante un método de desgasificación al vacío para vidrio fundido que tiene las características descritas en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se definen en las subreivindicaciones dependientes.
Los inventores de esta solicitud han realizado estudios exhaustivos sobre métodos de desgasificación al vacío para flujo de vidrio fundido para conseguir los objetivos mencionados anteriormente, y han descubierto que es necesario hacer desarrollar las burbujas en vidrio fundido para hacerlas ascender hasta la superficie del vidrio fundido donde tiene lugar la rotura de las burbujas, con lo cual las burbujas del vidrio fundido puedan retirarse eficaz y definitivamente. Por lo tanto, la presente invención se ha realizado satisfaciendo las condiciones mencionadas a continuación:
1. El vidrio fundido se hace pasar continuamente.
2. Se proporciona la condición de que no se generen nuevas burbujas.
3. El diámetro de las burbujas se aumenta en un tiempo prescrito para que tengan una fuerza ascendente suficiente.
4. La velocidad ascensional de las burbujas se proporciona a las burbujas para que sea contra el flujo de vidrio fundido.
5. Se asegura una cantidad suficiente de gases a difundir en las burbujas de manera que puedan romperse las burbujas que alcanzan la superficie del vidrio fundido.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de desgasificación al vacío para el vidrio fundido que comprende introducir, en un entorno de presión P [mmHg], vidrio fundido en una cámara de vacío capaz de proporcionar una presión al vidrio fundido que esté en un intervalo de 38 [mmHg] - (P-50) [mmHg] para llevar a cabo la desgasificación del vidrio fundido, y descargar el vidrio fundido después de haberlo desgasificado de la cámara de vacío a un caudal de Q [ton/h] en el entorno de presión P [mmHg] en el que un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la cámara de vacío está en el intervalo de 0,12-4,8 h, que se obtiene dividiendo un peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío por un caudal Q [ton/h] del vidrio fundido. En este caso, el tiempo de permanencia en la cámara de vacío es preferiblemente no menor de 0,12 h pero no mayor de 0,8 h.
Además, la cámara de vacío preferiblemente incluye un recipiente de desgasificación al vacío en el que el vidrio fundido se hace pasar en un estado sustancialmente uniforme y se desgasifica, y una profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío y un peso W [ton] del vidrio fundido satisfacen la Fórmula (1) mencionada a continuación:
(1)0,010 m/ton>H/W<1,5 m/ton
Además un área superficial S_{1} [m^{2}] de la superficie de vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío y un caudal Q [ton/h] del flujo de vidrio fundido satisfacen preferiblemente la Fórmula (2) mencionada a continuación:
(2)0,24 m^{2}\cdoth/ton<S_{1}/Q<12 m^{2}\cdoth/ton
Además, la cámara de vacío incluye una tubería descendente conectada al recipiente de desgasificación al vacío para descargar a su través el vidrio fundido, y preferiblemente un área superficial S_{2} [m^{2}] de trayectoria de flujo de la tubería descendente en la porción donde la tubería descendente se conecta al recipiente de desgasificación al vacío y un caudal Q [ton/h] del vidrio fundido satisfacen la Fórmula (3) mencionada a continuación:
(3)0,008 m^{2}\cdoth/ton<S_{2}/Q<0,96 m^{2}\cdoth/ton
En los dibujos:
La Figura 1(a) es una vista esquemática de sección transversal para explicar una parte importante de un aparato de desgasificación al vacío para realizar el método de desgasificación al vacío para el flujo de vidrio fundido de acuerdo con la presente invención;
La Figura 1 (b) es una vista esquemática de sección transversal tomada a lo largo de una línea B-B’ en la Figura 1(a);
La Figura 1(c) es una vista esquemática de sección transversal tomada a lo largo de una línea C-C’ en la Figura 1(a);
La Figura 2 es una vista esquemática de sección transversal de un aparato de desgasificación al vacío para realizar el método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido de acuerdo con un Ejemplo de la presente invención;
La Figura 3 es una vista esquemática de sección transversal de un aparato de desgasificación al vacío para realizar el método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido de acuerdo con otro Ejemplo de la presente invención; y
La Figura 4 es una vista esquemática de sección transversal de un aparato de desgasificación al vacío para realizar un método de desgasificación al vacío convencional para un flujo de vidrio fundido.
Las realizaciones preferidas del método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido de la presente invención se describirán haciendo referencia a los dibujos.
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención se refiere a un método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido para realizar la desgasificación en una cámara de vacío en el que se especifica un intervalo de tiempo de permanencia del vidrio fundido que fluye continuamente en la cámara de vacío y en el que se puede obtener vidrio fundido libre de burbujas eficaz y definitivamente.
La descripción para dicho método de desgasificación al vacío se realizará haciendo referencia a las Figuras 1(a),
1(b) y 1(c).
Las Figuras 1(a)-1(c) son esquemas para explicar partes importantes de un aparato de desgasificación al vacío para realizar el método de desgasificación al vacío para un flujo de vidrio fundido de acuerdo con la presente invención. El método de desgasificación al vacío de la presente invención comprende principalmente una etapa de desgasificación al vacío de retirada de las burbujas del vidrio fundido que fluye en un estado sustancialmente uniforme en un entorno de presión reducida, una etapa de introducción para introducir el vidrio fundido a desgasificar en la etapa de desgasificación al vacío y una etapa de descarga para descargar el vidrio fundido desgasificado en la etapa de desgasificación al vacío.
En la Figura 1(a), la etapa de introducción para introducir el vidrio fundido desde un recipiente de fundido 10 en el que el vidrio fundido obtenido fundiendo materias primas de vidrio se almacena en un entorno de presión P[mmHg] en un recipiente de desgasificación al vacío 12 en el que se realiza la etapa de desgasificación al vacío, se realiza en una tubería ascendente 14, durante la cual se forma un flujo de vidrio fundido. La etapa de desgasificación al vacío para hacer ascender las burbujas restantes en el vidrio fundido que fluye en una dirección sustancialmente horizontal hasta la superficie del vidrio fundido en un entorno de presión reducida y para eliminarlas rompiéndolas en la superficie del vidrio fundido, se realiza principalmente en el recipiente de desgasificación vacío 12. La etapa de descarga para descargar el vidrio fundido desgasificado en el recipiente de desgasificación al vacío 12 desde un foso aguas abajo 18 a través del recipiente de desgasificación al vacío 12 se realiza en una tubería descendente 16. Las porciones principales de la tubería ascendente 14 y la tubería descendente 16, así como el recipiente de desgasificación al vacío 12 para la desgasificación se cubren con una carcasa de vacío (no mostrada) conectada con una bomba de vacío, y la evacuación del recipiente de desgasificación al vacío se realiza a través de las aberturas 12a, 12b formadas en el techo del recipiente de desgasificación al vacío 12 de manera que mantenga constante la presión reducida.
Un valor típico de presión P en este caso es 760 [mmHg].
Como se ha descrito anteriormente, en dicho método de desgasificación al vacío en el que las burbujas en el vidrio fundido que fluyen en el recipiente de desgasificación al vacío 12 se desarrollan y se hacen ascender en el vidrio fundido para romperlas en la superficie del vidrio fundido, un tiempo de permanencia del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12, es decir, un tiempo durante el que el vidrio fundido se hace pasar a través del recipiente de desgasificación al vacío 12 no puede acortarse excesivamente. También es difícil acortar excesivamente un tiempo en el que el vidrio fundido asciende para pasar a través de la tubería ascendente 14 incluso en la etapa de introducción en la que el vidrio fundido almacenado en el recipiente de fundido 10 en un entorno de presión P [mmHg] se aspira y se eleva hasta el dispositivo de desgasificación al vacío 12 en un estado de presión reducida. Debido a que la presión en una porción inferior de la tubería ascendente 14 es alta debido al propio peso del vidrio fundido, y la presión en una porción superior de la tubería ascendente 14 se vuelve gradualmente pequeña hacia la superficie del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12. En consecuencia, cuando el vidrio fundido asciende en la tubería ascendente 14, la presión dada al vidrio fundido es menor que la presión P [mmHg] que se aplica cuando el vidrio fundido se obtiene fundiendo materias primas. Como resultado, las burbujas en el vidrio fundido se desarrollan mientras éste pasa a través de la tubería ascendente 14. Además, se desarrollan nuevas burbujas formadas por gases disueltos en el vidrio fundido mientras éste asciende en la tubería ascendente 14.
Además, es difícil acortar excesivamente un tiempo en que el vidrio fundido pasa a través de la tubería descendente 16. La razón es la siguiente. A medida que el vidrio fundido desciendo en la tubería descendente 16, la presión del vidrio fundido aumenta gradualmente debido al propio peso del vidrio fundido desde un nivel de presión reducida en el recipiente de desgasificación al vacío 12. La presión se restaura finalmente hasta tener la presión mencionada anteriormente P [mmHg]. Sin embargo, las burbujas que no se retiran incluso mediante una presión reducida en el recipiente de desgasificación al vacío 12 se disuelven hasta ser componentes gaseosos en el vidrio fundido debido a una presión que aumenta a medida que el vidrio fundido desciende en la tubería descendente 16.
Por esto, la presente invención proporciona una cámara de vacío que hace que una presión aplicada al vidrio fundido esté en un intervalo de 38 [mmHg]-(P-50) [mmHg] con respecto a una presión P [mmHg], e incluye un tiempo en el que el vidrio fundido pasa no solamente a través del recipiente de desgasificación al vacío 12 sino también de partes de la tubería ascendente 14 y de la tubería descendente 16. La razón por la que la presión en la cámara de vacío debe ser 38 [mmHg] o más es que se puede suprimir una descarga inesperada (reflujo) de los gases disueltos en la cámara de vacío, como se ha descrito anteriormente. La cámara de vacío definida como se ha descrito anteriormente corresponde con una parte rayada a grandes trazos en la Figura 1.
Para introducir el vidrio fundido continuamente en la cámara de vacío, es necesario diseñar un trayectoria de flujo para la cámara de vacío par reducir de este modo la resistencia por fricción entre una superficie interna de la trayectoria de flujo de la cámara de vacío y el flujo de vidrio fundido y para reducir suficientemente la pérdida de presión del fluido. Para reducir suficientemente la pérdida de presión del fluido, el diseño de la forma y del área superficial de la sección transversal de la trayectoria de flujo de la cámara de vacío se ha realizado apropiadamente. Sin embargo, puesto que es deseable que las burbujas generadas en el vidrio fundido se hinchen en un tiempo menor mientras el vidrio fundido se hace pasar continuamente, con lo cual las burbujas ascienden a la superficie del vidrio fundido en la que se provoca la rotura de las burbujas, se considera disminuir la viscosidad del vidrio fundido, es decir, fijar una alta temperatura del vidrio fundido. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, cuando la temperatura del vidrio fundido se eleva, se generan nuevas burbujas por la reacción de los materiales usados para la trayectoria de flujo de la cámara de vacío con el vidrio fundido, o los materiales se disuelven en el vidrio fundido formando un cordón, con el resultado de que no se puede mantener la calidad de los productos formados. Además, la reacción de estos materiales con el vidrio fundido acelera la erosión de los materiales y se acorta la vida útil de la trayectoria de flujo para la cámara de vacío.
La velocidad de erosión de la trayectoria de flujo de la cámara de vacío provocada por el flujo de vidrio fundido es proporcional a t/\eta, es decir, la proporción de un tiempo t con la viscosidad \eta del vidrio fundido, en la que t representa un tiempo en el que el vidrio fundido se hace pasar a través de la trayectoria de flujo y \eta representa la viscosidad del vidrio fundido. La distancia de ascenso de las burbujas cuando las burbujas ascienden hasta la superficie del vidrio fundido es proporcional al cuadrado de t/\eta, es decir, la proporción obtenida dividiendo un tiempo t en el que el vidrio fundido se hace pasar a través de la trayectoria de flujo por la viscosidad \eta del vidrio fundido. En consecuencia, es deseable fijar la viscosidad del vidrio fundido como menor en un intervalo permitido en la velocidad de erosión, para que pueda mantenerse una distancia suficiente de ascenso de las burbujas.
Un intervalo preferido de la viscosidad del vidrio fundido es 500-5.000 poises. Además, para elevar las burbujas en el vidrio fundido que tiene una viscosidad de dicho intervalo a la superficie del vidrio fundido, las burbujas deben tener un diámetro de 10-30 mm. En este caso, cuando el diámetro de las burbujas supera los 30 mm, las burbujas que alcanzan la superficie no se rompen y una capa de espuma permanece en la superficie. Esto reduce la eficacia de la transferencia de calor en el recipiente de desgasificación al vacío 12 y la temperatura del propio vidrio fundido se reduce con lo cual disminuye el efecto de desgasificación al vacío.
Un análisis de gas ha puesto de manifiesto que las burbujas ascienden a la superficie del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 emitiendo CO_{2} y H_{2}O. En este caso, se ha descubierto por observación directa del interior del recipiente de desgasificación al vacío 12, que tiene una lugar una descarga inesperada (reflujo) de gases disueltos tales como CO_{2}, H_{2}O y similares en el vidrio fundido tiene lugar fácilmente a una cierta presión (presión límite) o menor. Dicho reflujo se produce a una presión límite de 0,05 atm en el vidrio fundido que tiene una viscosidad de, por ejemplo, 500-5.000 poises, y por consiguiente, es preferible realizar la desgasificación en un entorno de dicha presión o mayor.
Además, para que el diámetro de las burbujas aumente de manera que las burbujas tengan una fuerza ascendente suficiente en un tiempo en el que el vidrio fundido se hace pasar a través de la cámara de vacío, es necesario difundir o introducir los componentes gaseosos que existen en estado de disolución en el vidrio fundido en pequeñas burbujas, por ejemplo, burbujas que tienen un diámetro de 0,05-3 mm, contenidas en el vidrio fundido en el recipiente de fundido 10 en un entorno de presión reducida en el recipiente de desgasificación al vacío 12 de manera que no provoquen la generación del reflujo. Las razones son las siguientes. Es difícil desarrollar las burbujas introduciendo componentes gaseosos en pequeñas burbujas existentes en el vidrio fundido porque los componentes gaseosos tienen una alta presión parcial en un entorno en el que el vidrio fundido se obtiene en el recipiente de fundido 10, es decir, en el entorno de presión P. Además, un intento de burbujear el vidrio fundido para así acelerar la introducción de los componentes gaseosos en las burbujas aumentando los componentes gaseosos en el vidrio fundido no puede proporcionar de forma práctica un efecto suficiente.
Considerando lo mencionado anteriormente, se emplea una técnica tal que un flujo de vidrio fundido se produce haciendo pasar el vidrio fundido; se desarrollan pequeñas burbujas en un tiempo en el que el vidrio fundido permanece en la cámara de vacío; las burbujas que se desarrollan en un entorno de presión reducida se elevan a la superficie del vidrio fundido del recipiente de desgasificación al vacío 12 para romper las burbujas con lo cual se retiran las burbujas, y las burbujas que no pueden aspirarse y retirarse por desgasificación al vacío se disuelven en el vidrio fundido en la tubería descendente 16 para eliminar de esta manera todas las burbujas en el vidrio fundido. En este caso, de acuerdo con la presente invención, un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la cámara de vacío, que se obtiene dividiendo un peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío por un caudal Q [ton/h] del vidrio fundido, está en un intervalo de 0,12-4,8 h, más preferiblemente, en un intervalo de 0,12-0,8 h.
En este documento, el peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío incluye el peso total del vidrio fundido en la cámara de vacío (en una porción indicativa de una porción rayada a grandes trazos en la Figura
1(a)).
Cuando el tiempo de permanencia es menor de 0,12 h, la densidad de burbujas del vidrio fundido no puede estar en un intervalo aceptable para productos finales de buena calidad incluso aunque la viscosidad del vidrio fundido sea de 500-5.000 poises y la presión del vidrio fundido sea 0,05 veces la presión atmosférica, es decir, 76 [mmHg] o mayor. Por otro lado, cuando el tiempo de permanencia es mayor de 4,8 horas, se requiere la prolongación de la cámara de vacío en una dirección de flujo del vidrio fundido, lo que provoca problemas prácticos de aumento del coste del equipo.
Un tiempo de permanencia de menos de 0,8 horas proporciona efectos preferidos de retirada eficaz de las burbujas, y de reducción de la volatilización de componentes volátiles de la superficie del vidrio fundido.
Además, es preferible que una profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 y un peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío satisfagan la fórmula mencionada a continua-
ción:
0,010 m/ton<H/P<1,5 m/ton
H/W es preferiblemente 0,012 m/ton o mayor, más preferiblemente 0,015 m/ton o mayor. Además, H/W es preferiblemente 1,2 m/ton o menor, más preferiblemente, 0,9 m/ton o menor.
La razón de que la proporción de la profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 con el peso W [ton] del vidrio fundido esté en el intervalo mencionado anteriormente, es la siguiente.
Si la profundidad H del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 es 0,010 x W o menor, hay un aumento de pérdida de presión debido a una resistencia por fricción del flujo de vidrio fundido y es imposible hacer pasar el vidrio fundido a un caudal prefijado. Por otro lado, si la profundidad es de 1,5 x W o mayor, las burbujas de vidrio fundido existentes en o alrededor del fondo del recipiente de desgasificación al vacío 12 no pueden flotar hasta la superficie del vidrio fundido mientras el vidrio fundido permanece en el recipiente de desgasificación al vacío 12. Además cuando la profundidad del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío supera 1,5 x W como límite superior del intervalo mencionado anteriormente, permaneciendo la presión del vidrio fundido en o alrededor del fondo del recipiente de desgasificación al vacío 12 es alta y el desarrollo de las burbujas de vidrio fundido en este región no se acelera con lo cual las burbujas no pueden ascender hasta la superficie del virio fundido y se da un caso en el que las burbujas fluyen hacia fuera del recipiente de desgasificación al vacío.
Puede obtenerse un efecto de desgasificación prefijado incluso introduciendo el vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 hasta el grado máximo del límite superior del intervalo permitido de desgasificación mencionado anteriormente. Sin embargo, se prefiere que la profundidad del vidrio fundido sea aproximadamente la mitad de la altura del recipiente de desgasificación al vacío. Por ejemplo, cuando la altura del recipiente de desgasificación al vacío 12 es de 0,2 m - 0,6 m, la profundidad del vidrio fundido debe estar en un intervalo de 0,1 m - 0,3 m.
En la Figura 1(a), el interior del recipiente de desgasificación al vacío 12 tiene una forma de prisma rectangular en el que la forma de la sección transversal de la trayectoria de flujo es rectangular y la profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 es constante. Sin embargo, la presente invención no se limita al caso en el que el interior del recipiente de desgasificación de vacío es un prisma rectangular sino que la presente invención es aplicable a un caso en el que la superficie del fondo del recipiente de desgasificación al vacío se eleva gradualmente o por etapas desde la parte agua arriba hasta la parte aguas abajo del recipiente de desgasificación al vacío mientras que la superficie del techo del recipiente se mantiene a un cierto nivel. En este caso, una profundidad media del vidrio fundido significa la profundidad H [m] del vidrio fundido.
Además, el interior del recipiente de desgasificación al vacío 12 puede ser de forma de columna cilíndrica en la que la forma de la sección transversal de la trayectoria de flujo es circular. En este caso, la profundidad H [m] del vidrio fundido significa la profundidad en la parte más profunda entre las profundidades que varían a lo largo de su anchura. En este caso, la superficie del fondo del recipiente de desgasificación al vacío 12 puede elevarse o hacerse descender gradualmente o por etapas desde la porción aguas arriba hasta la porción aguas abajo del recipiente para hacer fluir el vidrio fundido. Para determinar la profundidad H [m] del vidrio fundido, ésta se obtiene simplemente promediando las profundidades del flujo de vidrio fundido.
Como se ha descrito anteriormente, es necesario asegurar la introducción de los componentes de gas disuelto en las burbujas tanto como sea posible de manera que las burbujas en el vidrio fundido asciendan en el vidrio fundido para provocar su rotura. En este caso, las burbujas que alcanzan la superficie del vidrio fundido forman una capa de espuma a menos que se rompan. La capa de espuma tiene un efecto aislante de calor, y evita la rotura de las burbujas junto con una temperatura reducida en la superficie del vidrio fundido. Cuando la capa de espuma crece, la capa de espuma puede desbordarse del recipiente de desgasificación al vacío 12, o puede descargarse desde el recipiente de desgasificación al vacío 12 junto con el flujo de vidrio fundido.
Desde este punto de vista, la rotura de las burbujas es esencial. Sin embargo, la rotura de las burbujas depende de una temperatura de la superficie del vidrio fundido y de una velocidad de introducción de gases en las burbujas así como de la tensión superficial de cada burbuja que forma la capa de espuma y de la viscosidad del virio fundido que forma cada burbuja. Por consiguiente, cuando se fija una formulación para el vidrio fundido y una temperatura para un tratamiento de desgasificación al vacío para el vidrio fundido, tiene que fijarse a un intervalo predeterminado, una relación de área superficial en contacto con el aire del vidrio fundido, que es necesaria para la rotura de las burbujas, a un caudal del vidrio fundido.
Concretamente, en el proceso de ascensión de las burbujas en el vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 hasta la superficie del vidrio fundido donde se provoca la rotura de las burbujas mientras el vidrio fundido se hace pasar a través del interior del recipiente 12, y los componentes gaseosos contenidos en las burbujas se descargan a un espacio superior 12s en un estado de presión reducida, es preferible, en la presente invención, para provocar la rotura de las burbujas que el área superficial del vidrio fundido S_{1} [m^{2}] (el área superficial es la porción rayada a grandes trazos mostrada en la Figura 1(b)) que entra en contacto con el espacio superior 12s en un estado de presión reducida y el caudal Q [ton/h] del vidrio fundido satisfagan la siguiente fórmula:
0,24 m^{2}\cdoth/ton<S_{1}/Q<12 m^{2}\cdoth/ton
Más preferiblemente, debe satisfacer la siguiente fórmula:
0,5 m^{2}\cdoth/ton<S_{1}/Q<10 m^{2}\cdoth/ton
La razón por la que se establecen las fórmulas mencionadas anteriormente es la siguiente. Si el área superficial S_{1} [m^{2}] de la superficie de vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 es 0,24 x Q o menor, un gran número de burbujas que ascienden hasta la superficie del vidrio fundido permanecen en la superficie para producir una capa de espuma que se mantiene sin romper en el recipiente de desgasificación al vacío 12, por lo que el tratamiento de desgasificación no se puede realizar apropiadamente. Por otro lado, si al área superficial S_{1}[m^{2}] es 12 x Q o mayor, el vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío 12 tiene poca profundidad por lo que el vidrio fundido no puede hacerse pasar a un caudal prefijado debido a la resistencia por fricción provocada por el flujo de vidrio fundido.
En la Figura 1(b), la superficie de vidrio fundido del vidrio fundido que entra en contacto con el espacio superior 12s en un estado de presión reducida tiene forma rectangular. Sin embargo, en la presente invención, la forma de la superficie de vidrio fundido no se limita a esta sino que puede tener una forma tal que una anchura interna del recipiente de desgasificación al vacío 12 se estreche o se ensanche gradualmente o por etapas desde la porción aguas arriba a la porción aguas abajo del recipiente 12.
Además, una velocidad de ascenso de las burbujas en el flujo de vidrio fundido que ascienden a medida que se desarrollan, está relacionada con el diámetro de las burbujas y con la fórmula de Stoke. Cuando se fija la viscosidad del vidrio fundido, se fija un tiempo requerido para el ascenso de las burbujas hasta la superficie del vidrio fundido, dependiendo del tamaño de las burbujas. Por ejemplo, cuando la viscosidad del vidrio fundido usado es 500-5.000 poises y se asume esto para las burbujas, se necesitan 60 minutos para flotar en una distancia de 100 cm, el diámetro más pequeño de las burbujas debe ser de 10 mm o mayor en el caso de 500 poises, y el diámetro más pequeño debe ser de 30 mm o mayor en un caso de 5.000 poises. Concretamente, las burbujas que tienen un diámetro de 30 mm o mayor pueden desgasificarse y retirarse definitivamente en un tiempo de 60 minutos. En este caso, se puede obtener una velocidad de ascensión de 0,25 cm/s o mayor.
Por consiguiente, para asegurar el ascenso de las burbujas contra el flujo de vidrio fundido, es necesario fijar el caudal del vidrio fundido a una velocidad menor de 0,25 cm/s (por ejemplo, cuando el vidrio fundido se hace pasar a un caudal de 500 ton/día, el área superficial de la trayectoria de flujo en la sección transversal en el recipiente de desgasificación al vacío 12 es de 9.200 cm^{2} o más y la longitud de la trayectoria de flujo en el recipiente de desgasificación de vacío 12 es de aproximadamente 1 m).
En este caso, como se muestra en la Figura 1(a), la tubería descendente 16 se proporciona para hacer descender el vidrio fundido en el que se forma un flujo descendente en o cerca de un puerto de salida del recipiente de desgasificación al vacío 12 conectado con la tubería descendente 16. Cuando una velocidad de ascenso de las burbujas en el vidrio fundido es menor que la velocidad de descenso en el flujo descendente, las burbujas que se desarrollan en el vidrio fundido quedan atrapadas en el flujo descendente sin ascender a la superficie del vidrio fundido en o cerca del puerto de salida conectado con la tubería descendente 16, con el resultado de que existe el peligro de descargar el vidrio fundido que contiene las burbujas en su interior.
Por consiguiente, en la presente invención, el área superficial S_{2} [m^{2}] de la superficie en sección transversal de la trayectoria de flujo de la tubería descendente 16 (el área superficial es la porción rayada a grandes trazos en la Figura 1(c)) que está conectada con el recipiente de desgasificación al vacío 12 y el caudal Q [ton/h] del vidrio fundido satisfacen preferiblemente la siguiente fórmula. Concretamente, solo la tubería descendente 16 o tanto la tubería descendente 16 como la tubería ascendente 14 satisfacen preferiblemente la siguiente fórmula:
0,008 m^{2}\cdoth/ton<S_{2}/Q<0,96 m^{2}\cdoth/ton
Más preferiblemente, deben satisfacer:
0,01 m^{2}\cdoth/ton<S_{2}/Q<0,96 m^{2}\cdoth/ton, en particular,
0,01 m^{2}\cdoth/ton<S_{2}/Q<0,1 m^{2}\cdoth/ton.
La razón por la que deben satisfacer las fórmulas mencionadas anteriormente es la siguiente.
Cuando el área superficial S_{2} [m^{2}] en la sección transversal de la trayectoria de flujo de la tubería descendente 16 es 0,008 X Q o menor, aumenta un vector descendente en el caudal del flujo de vidrio fundido en o cerca del puerto de salida conectado con la tubería descendente 16 con lo cual las burbujas quedan atrapadas en el flujo de vidrio fundido en la tubería descendente 16 contra una acción de flotación. Por otro lado, cuando el área superficial S_{2} [m^{2}] en la sección transversal de la trayectoria de flujo es 0,96 X Q o mayor, el diámetro de la tubería descendente 16 aumenta, lo que aumentará el peso y el coste del equipo.
En la realización mostrada en la Figura 1(c), la forma de la trayectoria de flujo en la sección transversal es rectangular. Sin embargo, la presente invención no se limita a tener dicha forma sino que se puede usar una forma circular, por ejemplo.
La presente invención se refiere a un método de desgasificación al vacío para desgasificar vidrio fundido en un entorno de presión P [mmHg]. Sin embargo, el entorno de presión P [mmHg] no es siempre necesario como entorno de presión atmosférica. Por ejemplo, puede ser un entorno a una presión opcional que puede emplearse en un caso en que el vidrio fundido se produzca en un recipiente de fundido cerrado que se aisla de la presión atmosférica. Además, el vidrio fundido en un entorno de presión P [mmHg] puede que no tenga una superficie libre de los mismos.
Ahora, el método de desgasificación al vacío para vidrio fundido de acuerdo con la presente invención se describirá en detalle haciendo referencia a los Ejemplos. Sin embargo, debe entenderse que la presente invención no está restringida de ninguna manera por dichos Ejemplos específicos.
En los Ejemplos, la desgasificación del flujo de vidrio fundido se realizó en diversas condiciones como se describe a continuación para examinar la cantidad de burbujas contenidas en el vidrio fundido, es decir, las densidades de burbuja, antes y después del tratamiento de desgasificación. Además, se usó un aparato de desgasificación 20 como se muestra en la Figura 2 para realizar el tratamiento de desgasificación del flujo de vidrio fundido.
El aparato de desgasificación al vacío 20 mostrado en la Figura 2 era básicamente un aparato para producir un flujo de vidrio fundido a lo largo de las marcas de flecha de la Figura 2 utilizando un principio de sifón provocado por una diferencia de los niveles superficiales del vidrio fundido en un foso aguas arriba 21 y un foso aguas abajo 28 para crear un efecto de desgasificación del vidrio fundido en un recipiente de desgasificación al vacío 22. El aparato 20 estaba provisto con una carcasa de vacío 23, el recipiente de desgasificación al vacío 22, una tubería ascendente 24 y una tubería descendente 26 que están constituidas por una sola pieza. El vidrio fundido G se cargó en el foso aguas arriba 21 y en el foso aguas abajo 28, y las posiciones en altura de la carcasa de vacío 23, el recipiente de desgasificación al vacío 22, la tubería ascendente 24 y la tubería descendente 26 eran apropiadamente adyacentes dependiendo de una presión en el recipiente de desgasificación al vacío 22.
Se usó la carcasa de vacío 23, que está hecha de un recubrimiento metálico que tiene sustancialmente una forma de puerta para mantener las propiedades herméticas en el recipiente de desgasificación al vacío 22, la tubería ascendente 24 y la tubería descendente 26 y que se construye de esta manera para alojar el recipiente de desgasificación al vacío 22 y las porciones principales de la tubería ascendente 24 y la tubería descendente 26; proporciona un estado de presión reducida en su interior aspirando el aire mediante una bomba de vacío (no mostrada) que se proporciona en un lado exterior y para mantener un estado reducido de una presión predeterminada a través de las aberturas 22a y 22b formadas en el recipiente de desgasificación al vacío 22 alojado en su interior.
Además, se dispuso un material aislante de calor 27 para bloquear el calor en un espacio rodeado por el recipiente de desgasificación al vacío 22, la tubería ascendente 24, la tubería descendente 26 y la carcasa de vacío 23.
Una cámara de vacío que soporta una presión mayor de 38 [mmHg] (0,05 de presión atmosférica) y menor de (P_{0}-50) [mmHg] con respecto a la presión atmosférica P_{0} [mmHg] como resultado de la evacuación de la carcasa de vacío 23, se formó en el recipiente de desgasificación al vacío 22, la tubería ascendente 24, y la tubería descendente 26. Específicamente, la cámara de vacío se formó en el recipiente 22, la tubería ascendente 24 y la tubería ascendente 26 para prolongarse en una parte que tenía un nivel de altura mayor que un nivel de altura Z_{1} con respecto a la superficie del vidrio fundido G en el recipiente de fundido 25. Por consiguiente, el peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío correspondiente al peso completo del vidrio fundido contenido en la tubería ascendente 24, el recipiente de desgasificación al vacío 22 y la tubería descendente 26 en un área que se prolonga desde el nivel de altura Z_{1} con respecto al vidrio fundido G en el recipiente de fundido 25 hasta el nivel superficial del vidrio fundido G en el recipiente de desgasificación al vacío 22 (es decir, el vidrio fundido que existe en una porción rayada a grandes trazos en la Figura 2).
En este Ejemplo, la forma de la sección transversal de las trayectorias de flujo en el recipiente de desgasificación al vacío 22, la tubería ascendente 24 y la tubería descendente 26 pueden ser circulares o rectangulares. La profundidad H del flujo de vidrio fundido era constante en la dirección de flujo del vidrio fundido. Además, la anchura del flujo de vidrio fundido se hizo constante de manera que la forma de la superficie del flujo de vidrio fundido que está en contacto con un espacio superior 22s en un estado de presión reducida era rectangular.
En los Ejemplos 1-6 mostrados en la Tabla 1, se usaron vidrios fundidos de los tipos mostrados por las letras A-E, cuyas composiciones se muestran como % en peso en la Tabla 2, y se usó el aparato de desgasificación al vacío 20 mencionado anteriormente para realizar el tratamiento de desgasificación en condiciones de temperatura de vidrio fundido [ºC] en la Tabla 1.
En todos los Ejemplos 1-6, la toma de muestra de vidrio fundido G en el foso aguas arriba 21 y el foso aguas abajo 28 se realizó después de que comenzaron las operaciones normales para el tratamiento de desgasificación, y la exploración se realizó mediante un método de borde luminoso si las densidades de burbuja estaban o no en un intervalo admisible. En este caso, el intervalo admisible de densidad de burbujas era de 1 [cantidad/kg] o menor.
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1
2
En todos los casos de los Ejemplos 1-6, la cantidad de burbujas por peso unitario antes del tratamiento de desgasificación al vacío era pequeña y estaba dentro del intervalo admisible como se muestra en la Tabla 1, y no había posibilidad de provocar una reducción en la calidad de los productos de vidrio.
A partir de los Ejemplos mencionado anteriormente, se puso de manifiesto que las densidades de burbuja estaban todas dentro del intervalo admisible y el efecto de desgasificación podía obtenerse eficaz y definitivamente proporcionando las siguientes condiciones. Concretamente, el vidrio fundido se introdujo en una cámara de vacío que dio una presión al vidrio fundido mayor de 38 [mm de Hg] y menor de (P_{0}-50) [mm de Hg], llevándose a cabo la desgasificación del vidrio fundido, y el vidrio fundido después de la desgasificación se descargó a un caudal de Q [ton/h] en un entorno de presión P_{0} [mmHg], donde un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la cámara de vacío obtenido dividiendo el peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío por el caudal Q [ton/h] del vidrio fundido, estaba en un intervalo de 0,12-4,8 horas.
En este caso, se puso de manifiesto también que la profundidad del vidrio fundido y el área superficial de la superficie del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío y el área superficial en la sección transversal de la trayectoria de flujo en la tubería ascendente o la tubería descendente estaban preferiblemente dentro de intervalos predeterminados.
Como en el Ejemplo Referencia, cuando un caudal Q del vidrio fundido es tan grande como 16,667 [ton/h] (es decir, aproximadamente 400 [ton/día]), es deseable que el peso W del vidrio fundido en la cámara de vacío sea 13,8 [ton]; W/Q sea 0,828 [h], y los valores para otras condiciones sean como se muestra en el Ejemplo de Referencia en la Tabla 1.
Como se ha descrito anteriormente, la explicación detallada se ha realizado en relación al método de desgasificación para vidrio fundido de la presente invención. Sin embargo, la presente invención no se limita a los Ejemplos mencionados anteriormente. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 3, un aparato de desgasificación al vacío 30 puede construirse de modo que un recipiente de fundido 35, una tubería de entrada 34, un recipiente de desgasificación al vacío 32, una tubería de descarga 36 y un foso aguas abajo se forma de una sola pieza; se proporciona una bomba de tornillo 39 en la tubería de descarga 36 para acelerar la descarga del vidrio fundido G, y el nivel superficial del vidrio fundido se hace siempre coincidir con el nivel superficial del vidrio fundido G en el recipiente de fundido 35.
Una cámara de vacío capaz de proporcionar una presión que sea mayor de 38 [mmHg] y menor de (P_{0}-50) [mmHg] con respecto a la presión atmosférica P_{0} [mmHg] como resultado de reducir la presión en la carcasa de vacío 33 se forma en una porción en la tubería ascendente 34a, el recipiente de desgasificación al vacío 32 y la tubería descendente 36a (es decir, una porción indicada por una porción rayada a grandes trazos en la Figura 3), formándose la porción en un área desde la superficie frontal del vidrio fundido G en el recipiente de fundido 35 a un nivel inferior en Z_{2} que la superficie del vidrio fundido G. Por tanto, la formación de la cámara de vacío que proporciona una presión de (P_{0}-50) [mmHg] o menor en una porción que tiene un nivel de altura menor que la superficie del vidrio fundido G en el recipiente de fundido 35 se debe al hecho de que el caudal del vidrio fundido se controla mediante las bombas de tornillo 31, 39 de manera que se cambia una presión al vidrio fundido.
Por consiguiente, el peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío corresponde al peso del vidrio fundido existente desde la superficie del vidrio fundido G en el recipiente de fundido 35 hasta un nivel que es inferior en Z_{2} con respecto a la superficie del vidrio fundido G (el peso del vidrio fundido en una porción rayada a grandes trazos en la Figura 3).
En la presente invención, pueden hacerse diversas mejoras y modificaciones en el alcance de la presente invención.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, en la realización de la desgasificación del flujo de vidrio fundido en la que el vidrio fundido se introduce en una cámara de vacío que puede proporcionar un intervalo de presión mayor de 38 [mmHg] pero menor de (P_{0}-50) [mmHg] con respecto a una presión P aplicada al vidrio fundido en un recipiente de fundido para realizar la desgasificación del vidrio fundido, y el vidrio fundido después de la desgasificación se descarga a un caudal de Q [ton/h] en un entorno de presión P [mmHg], se determina que un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la cámara de vacío obtenido dividiendo el peso W del vidrio fundido que fluye en la cámara de vacío por el caudal Q [ton/h] del vidrio fundido está en un intervalo de 0,12-4,8 horas, con lo cual se puede obtener y definitivamente vidrio fundido sin burbujas atrapadas en su interior.
Además, el vidrio fundido sin ninguna burbuja puede obtenerse eficaz y definitivamente fijando que la profundidad del vidrio fundido, el área superficial de la superficie del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío y el área de sección transversal de la trayectoria de flujo en la tubería descendente estén dentro de intervalos prederteminados.

Claims (3)

1. Un procedimiento de desgasificación para vidrio fundido que comprende:
introducir, en un entorno de presión P [mmHg] vidrio fundido en una cámara de vacío capaz de proporcionar una presión al vidrio fundido que esté en un intervalo de 38 [mmHg] - (P -50) [mmHg] para realizar la desgasificación del vidrio fundido, en el que dicha cámara de vacío comprende un recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32), una parte de una tubería ascendente (14; 24; 34a) y una parte de una tubería descendente (16; 26; 36a) y
descargar el vidrio fundido después de que se haya desgasificado de la cámara de vacío a un caudal de Q [ton/h] en el entorno de presión P [mmHg]
caracterizado porque
el diámetro de burbujas en el vidrio fundido se controla para que sea de 10 a 30 mm;
un tiempo de permanencia del vidrio fundido en la parte de la tubería ascendente (14; 24; 34a), el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y la parte de la tubería descendente (16; 26; 36a) está en el intervalo de 0,12 - 4,8 horas, que se obtiene dividiendo un peso W [ton] del vidrio fundido que fluye en la parte de la tubería ascendente (14; 24; 34a), el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y la parte de la tubería descendente (16; 26; 36a) por un caudal Q [ton/h] del vidrio fundido, y
en el que la cámara de vacío incluye un recipiente de desgasificación al vacío en el que el vidrio fundido se hace pasar en un estado sustancialmente uniforme y se desgasifica, y una profundidad H [m] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y un peso W [ton] del vidrio fundido en la cámara de vacío satisfacen la fórmula (1) mencionada a continuación:
(1)0,010 m/ton>H/W<1,5 m/ton
2. El método de desgasificación al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un área superficial S_{1} [m^{2}] del vidrio fundido en el recipiente de desgasificación al vacío (12; 22; 32) y un caudal Q [ton/h] de un vidrio fundido satisfacen la Fórmula (2) mencionada a continuación:
(2)0,24 m^{2}\cdoth/ton<S_{1}/Q<12 m^{2}\cdoth/ton
3. El método de desgasificación al vacío para vidrio fundido de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la cámara de vacío incluye una tubería descendente (12; 26; 36a) conectada al recipiente de desgasificación al vacío para descargar el vidrio fundido a su través, y un área superficial S_{2} [m^{2}] en sección transversal de la trayectoria de flujo de la tubería descendente (16: 26; 36a) en la porción donde la tubería descendente (16; 26; 36a) se conecta al recipiente de desgasificación al vacío y un caudal Q [ton/h] si el vidrio fundido satisface la Fórmula (3) mencionada a continuación:
(3)0,008 m^{2}\cdoth/ton<S_{2}/Q<0,96 m^{2}\cdoth/ton
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