Aparato de desgasificación a vacío y método de desgasificación a vacío para vidrio fundido, y aparato y proceso para producir productos de vidrio.

Un aparato (100) de desgasificación a vacío que comprende una carcasa (2) de vacío,

cuyo interior se evacua para que esté en un estado de presión reducida; una vasija (3) de desgasificación a vacío proporcionada en la carcasa (2) de vacío y para llevar a cabo la desgasificación a vacío de un vidrio fundido (G); un mecanismo de entrada de alimentación para alimentar un vidrio fundido (G) en la vasija (3) de desgasificación a vacío; y un mecanismo de salida de alimentación para extraer un vidrio fundido desgasificado a una etapa posterior;

en el que la vasija (3) de desgasificación a vacío comprende una parte (3A) de pared inferior, una parte (3B) de pared lateral y una parte (3C) de techo, que definen una parte que aloja el vidrio fundido y un espacio superior, una cara de la pared que define la parte que aloja el vidrio fundido está constituida por una combinación de una pluralidad de refractarios (20) de soporte, que tienen alta resistencia a la corrosión frente al vidrio fundido, y una pared lateral (3B) que define el espacio superior está constituida por una combinación de una pluralidad de refractarios (21, 22) corona;

en el que, entre la anterior pluralidad de refractarios (21, 22) corona, está dispuesto un refractario (21) corona proporcionado en una cara superior de tal refractario (20) de soporte que constituye un extremo superior de la cara de la pared que define la parte que aloja el vidrio fundido, de manera que una parte inferior de una cara del refractario (21) corona orientada hacia el interior de la vasija (3) de desgasificación a vacío está situada más hacia el exterior que la posición de una superficie de contacto con el vidrio fundido del refractario (20) de soporte, y que se forma una parte (25) de almacenamiento para vidrio fundido (G) entre la cara superior del refractario (20) de soporte y una parte inferior del refractario (21) corona dispuesto sobre el refractario (20) de soporte;

en el que se forma una trayectoria (30) de descarga para vidrio fundido (G) que se comunica con la parte (25) de almacenamiento y el exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío, en al menos una de una parte del refractario (20) de soporte y una parte del refractario (21) corona; y

en el que se forma una parte (23) de reborde en el borde de la parte (25) de almacenamiento formada en la cara superior del refractario (20) de soporte, orientada hacia la parte que aloja el vidrio fundido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2011/059863.

Solicitante: ASAHI GLASS COMPANY, LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 5-1, Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku Tokyo 100-8405 JAPON.

Inventor/es: SASAKI, MICHITO, HAMAMOTO,HIROAKI, NINOMIYA,KAZUO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C03B5/225 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03B FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA; PROCESOS SUPLEMENTARIOS EN LA FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL O DE ESCORIA (tratamiento de la superficie C03C). › C03B 5/00 Fusión en hornos; Hornos especialmente adaptados a la fabricación del vidrio. › Refino (C03B 5/18 tiene prioridad).

PDF original: ES-2527031_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato de desgasificación a vacío y método de desgasificación a vacío para vidrio fundido, y aparato y proceso para producir productos de vidrio

La presente invención se refiere a un aparato de desgasificación a vacío y a un método de desgasificación a vacío para vidrio fundido, y a un aparato y un proceso para producir productos de vidrio.

Hasta ahora, para mejorar la calidad de los productos de vidrio formados, se empleaba un aparato de desgasificación a vacío para retirar las burbujas producidas en un vidrio fundido después de que un material de vidrio se funda en un tanque de fusión y antes de que el vidrio fundido se forme en un aparato de formación.

El aparato de desgasificación a vacío es un aparato para hacer pasar el vidrio fundido a través de una vasija de desgasificación a vacío dentro de la cual se mantiene a un grado de vacío predeterminado, creciendo así las burbujas contenidas en el vidrio fundido en un tiempo relativamente corto, haciendo que las burbujas que se mueven hacia arriba, hacia la superficie del vidrio fundido usando una fuerza de flotación de las burbujas en crecimiento, tengan un gran tamaño, y rompiendo las burbujas sobre la superficie del vidrio fundido, para eliminar las burbujas del vidrio fundido con buena eficacia.

En un aparato de producción de vidrio, tal como un aparato de desgasificación a vacío, un material que constituye una vasija de desgasificación a vacío que define una trayectoria de flujo de un vidrio fundido, tiene que tener una excelente resistencia al calor y resistencia a la corrosión frente al vidrio fundido. Como un material que satisface tales requisitos, hasta ahora, se ha conocido una técnica de constitución de una vasija de desgasificación a vacío que emplea ladrillos refractarios tales como ladrillos electrocolados (hágase referencia al Documento de Patente 1).

En la vasija de desgasificación a vacío, ocurre un fenómeno denominado transferencia de burbujas en algunos casos debido a un cambio de estado dentro de la vasija. Esta transferencia de burbujas significa que se produce una gran cantidad de burbujas dentro de o sobre la superficie de un vidrio fundido, y las burbujas se mueven hacia la superficie del vidrio fundido para formar una capa gruesa de burbujas. Por ejemplo, cuando la presión dentro de la vasija de desgasificación a vacío no se mantiene dentro de un intervalo predeterminado, sino que la presión disminuye, o cuando la temperatura del vidrio fundido fluctúa y sube, reduciendo la viscosidad del vidrio fundido, tiende a ocurrir transferencia de burbujas. Además, cuando la viscosidad del vidrio fundido que se va a desgasificar a vacío es baja, la transferencia de burbujas tiende a provocarse más fácilmente por el cambio de estado anterior. Normalmente es difícil evitar la aparición de transferencia de burbujas o controlar el espesor de la capa de burbujas formada por la transferencia de burbujas.

Cuando se engrasa la capa de burbujas producida por la transferencia de burbujas, tal capa de burbujas tiende a entrar en contacto con una cara de la pared interna que no está diseñada para entrar en contacto con el vidrio

fundido.

En la cara interna de la vasija de desgasificación a vacío constituida por ladrillos refractarios, una parte en contacto con el vidrio fundido (parte que está diseñada para entrar en contacto con el vidrio fundido) se fabrica de ladrillos refractarios que tienen una resistencia a la corrosión particularmente alta frente al vidrio fundido. Sin embargo, una parte que no está en contacto el con vidrio fundido (parte que no está diseñada para entrar en contacto con el vidrio fundido) normalmente se fabrica de ladrillos refractarios distintos de los ladrillos refractarios anteriores, que tienen una resistencia a la corrosión particularmente alta considerando por ejemplo el coste.

Los ladrillos refractarios empleados para una parte en contacto con el vidrio fundido se denominan refractarios de soporte (o bloques de soporte). Como los refractarios de soporte se emplean, por ejemplo, ladrillos electrocolados que tienen una alta resistencia a la corrosión frente al vidrio fundido.

Una parte de la vasija de desgasificación a vacío que incluye una parte superior de la pared lateral o la parte de techo se denomina corona, y esta parte normalmente no está en contacto con el vidrio fundido. Los ladrillos refractarios empleados para esta parte se denominan refractarios corona (o bloques corona). Como los refractarios corona se emplean, por ejemplo, ladrillos combinados. Por consiguiente, como se ha descrito anteriormente, cuando aumenta el espesor de la capa de burbujas, no solo ocurre un problema de disminución de la eficacia de eliminación de las burbujas, sino también un problema de que la capa de burbujas entra en contacto con la cara interna de la vasija de desgasificación a vacío constituida por los refractarios corona.

En la cara interna de la vasija de desgasificación a vacío constituida por refractarios corona, a menudo quedan aheridos los componentes del vidrio fundido (por ejemplo, óxido de boro u óxido de metal alcalino) evaporados del vidrio fundido. Cuando la capa de burbujas entra en contacto con la superficie de los refractarios corona, la capa de burbujas entra en contacto con estos componentes adheridos, con lo que tales componentes adheridos tienden a mezclarse en el vidrio fundido que constituye la capa de burbujas. Además, puesto que los refractarios corona tienen una resistencia a la corrosión relativamente baja frente al vidrio fundido, tienden a corroerse por el vidrio fundido que constituye la capa de burbujas, con lo que el componente de los refractarios corona puede mezclarse en el vidrio fundido de la capa de burbujas.

Cuando las burbujas en contacto con una cara constituida por refractarios corona, se rompen para formar un vidrio fundido, y el vidrio fundido cae desde la cara de la pared o fluye hacia abajo a lo largo de la cara de la pared y se mezcla en un vidrio fundido que fluye en la vasija de desgasificación a vacío, mezclándose los componentes adheridos anteriores o los componentes de vidrio corona en el vidrio fundido.

Incluso aunque los componentes adheridos sean componentes originalmente derivados del vidrio fundido, la composición en una parte del vidrio fundido en la que los componentes adheridos están mezclados cambia, con lo que no puede obtenerse un vidrio fundido que tiene una composición enteramente homogénea. Por consiguiente, por ejemplo, cuando tal vidrio fundido se forma en productos de vidrio, los productos de vidrio tienen partes de diferentes índices de refracción debido a la falta de homogeneidad de la composición de vidrio, con lo que ocurre un 1 problema tal como la distorsión de la imagen transmitida (denominado ondulación).

Además, cuando los componentes de los refractarios corona se mezclan en el vidrio fundido, los componentes que no son componentes que constituyen el vidrio fundido, se mezclan en el vidrio fundido, lo que puede provocar el deterioro de la calidad de los productos de vidrio.

En estas circunstancias, se propone un aparato de desgasificación a vacío, que tiene una carcasa de vacío 15 ramificada proporcionada sobre una parte lateral de una vasija de desgasificación a vacío, la presión dentro de la carcasa de vacío ramificada se ajusta para que tenga el mismo grado de vacío que la vasija de desgasificación a vacío, para introducir una capa de burbujas de vidrio fundido en el lateral de la carcasa de vacío ramificada cuando se genera la gran cantidad de burbujas anterior, y el aparato está provisto también de un medio de eliminación de la capa de burbujas para eliminar la capa de burbujas introducida y adaptar la capa (hágase referencia al Documento 2 de Patente 2).

Documento de Patente 1: JP-A-11-139834 Documento de Patente 2: JP-A-2-17828

La patente de Estados Unidos 6.334.336 B1 describe un aparato de desgasificación a vacío para vidrio fundido, el documento DE 34 3 429 A1 describe un horno para fundir vidrio.

En el aparato de desgasificación a vacío descrito en Documento de Patente 2, normalmente, para evitar el fenómeno de transferencia de burbujas anterior, se proporciona una ventanilla de visualización en la parte de techo de la vasija de desgasificación a vacío para supervisar el estado del vidrio fundido, y se realiza el ajuste preciso de la presión en la vasija o un control de la temperatura del vidrio fundido. Sin embargo, incuso cuando el aparato de desgasificación a vacío está en un estado de funcionamiento estacionario, una ligera variación de la presión en la vasija o una ligera 3 diferencia en la temperatura del vidrio fundido pueden provocar un rápido crecimiento de las burbujas provocando la transferencia... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato (1) de desgasificación a vacío que comprende una carcasa (2) de vacío, cuyo interior se evacúa para que esté en un estado de presión reducida; una vasija (3) de desgasificación a vacío proporcionada en la carcasa (2) de vacío y para llevar a cabo la desgasificación a vacío de un vidrio fundido (G); un mecanismo de entrada de alimentación para alimentar un vidrio fundido (G) en la vasija (3) de desgasificación a vacío; y un mecanismo de salida de alimentación para extraer un vidrio fundido desgasificado a una etapa posterior;

en el que la vasija (3) de desgasificación a vacío comprende una parte (3A) de pared inferior, una parte (3B) de pared lateral y una parte (3C) de techo, que definen una parte que aloja el vidrio fundido y un espacio superior, una cara de la pared que define la parte que aloja el vidrio fundido está constituida por una combinación de una pluralidad de refractarios (2) de soporte, que tienen alta resistencia a la corrosión frente al vidrio fundido, y una pared lateral (3B) que define el espacio superior está constituida por una combinación de una pluralidad de refractarios (21, 22) corona;

en el que, entre la anterior pluralidad de refractarios (21, 22) corona, está dispuesto un refractario (21) corona proporcionado en una cara superior de tal refractario (2) de soporte que constituye un extremo superior de la cara de la pared que define la parte que aloja el vidrio fundido, de manera que una parte inferior de una cara del refractario (21) corona orientada hacia el interior de la vasija (3) de desgasificación a vacío está situada más hacia el exterior que la posición de una superficie de contacto con el vidrio fundido del refractario (2) de soporte, y que se forma una parte (25) de almacenamiento para vidrio fundido (G) entre la cara superior del refractario (2) de soporte y una parte inferior del refractario (21) corona dispuesto sobre el refractario (2) de soporte;

en el que se forma una trayectoria (3) de descarga para vidrio fundido (G) que se comunica con la parte (25) de almacenamiento y el exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío, en al menos una de una parte del refractario (2) de soporte y una parte del refractario (21) corona; y

en el que se forma una parte (23) de reborde en el borde de la parte (25) de almacenamiento formada en la cara superior del refractario (2) de soporte, orientada hacia la parte que aloja el vidrio fundido.

2. El aparato (1) de desgasificación a vacío según la reivindicación 1, en el que se forma un surco que se comunica con la parte (25) de almacenamiento y el exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío en cada una de la parte de cara superior del refractario (2) de soporte sobre la que está dispuesto el refractario (21) corona y la parte de cara inferior del refractario (21) corona, y ambos surcos se comunican entre sí para constituir la trayectoria (3) de descarga de vidrio fundido (G).

3. El aparato (1) de desgasificación a vacío según la reivindicación 1 ó 2, en el que el refractario (21) corona orientado hacia la parte (25) de almacenamiento tiene una parte inferior que tiene una cara interna que desciende hacia el exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío, y un extremo de la trayectoria (3) de descarga se abre en una parte donde la pared interna se encuentra con el refractario (2) de soporte.

4. El aparato (1) de desgasificación a vacío según la reivindicación 2 ó 3, en el que el surco (29) formado en el lado de la cara superior del refractario (2) de soporte es un surco rectangular que tiene una sección transversal rectangular, y el surco (28) formado en el lado de la cara inferior del refractario (21) corona es un surco circular que tiene una sección transversal semicircular que tiene una anchura mayor que la anchura de la sección transversal rectangular.

5. El aparato (1) de desgasificación a vacío según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la trayectoria (3) de descarga de vidrio fundido (G) se forma de manera que se mantenga alejada de una parte de unión formada entre refractarios (2) de soporte adyacentes.

6. El aparato (1) de desgasificación a vacío según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una cubierta de la parte de unión está dispuesta en una parte de superficie de una parte de unión entre los refractarios (2) de soporte, en la parte (25) de almacenamiento formada en la cara superior de los refractarios (2) de soporte.

7. El aparato (1) de desgasificación a vacío según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la parte (25) de almacenamiento formada en la cara superior del refractario (2) de soporte tiene una cara inclinada que desciende hacia el exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío.

8. El aparato (1) de desgasificación a vacío según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se forma una parte (31) de cavidad para recibir un vidrio fundido (G) descargado a través de la trayectoria (3) de descarga, en el exterior del refractario (2) de soporte.

9. Un método de desgasificación a vacío para vidrio fundido (G), que emplea el aparato (1) de desgasificación a vacío como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

1. Un método de desgasificación a vacío para vidrio fundido (G), que es un método para desgasificar a vacío vidrio fundido (G) empleando el aparato (1) de desgasificación a vacío como se ha definido en una cualquiera de las

reivindicaciones 1 a 8, que comprende descargar una capa de burbujas producida en la vasija (3) de desgasificación a vacío al exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío.

11. Un aparato para producir productos de vidrio, que comprende el aparato (1) de desgasificación a vacío como

se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; un medio de fusión proporcionado en el lado aguas

arriba del aparato (1) de desgasificación a vacío y para fundir un material de vidrio para producir un vidrio fundido

(G); un medio de formación proporcionado en el lado aguas abajo del aparato (1) de desgasificación a vacío y para formar el vidrio fundido (G); y un medio de recocido para recocer el vidrio formado.

12. Un proceso para producir productos de vidrio, que comprende una etapa de aplicación de un tratamiento de desgasificación a un vidrio fundido (G) mediante el aparato (1) de desgasificación a vacío como se ha definido en

una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; una etapa de fusión para fundir un material de vidrio en el lado aguas arriba del aparato (1) de desgasificación a vacío para producir un vidrio fundido (G); una etapa de formación para

formar el vidrio fundido (G) en el lado aguas abajo del aparato (1) de desgasificación a vacío; y una etapa de

recocido para recocer el vidrio formado.

13. Un proceso para producir productos de vidrio, que comprende una etapa de aplicación de un tratamiento de

desgasificación a un vidrio fundido (G) mediante el aparato (1) de desgasificación a vacío como se ha definido en

una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; una etapa de fusión para fundir un material de vidrio en el lado aguas

arriba del aparato (1) de desgasificación a vacío para producir un vidrio fundido (G); una etapa de formación para

formar el vidrio fundido (G) en el lado aguas abajo del aparato (1) de desgasificación a vacío; y una etapa de

recocido para recocer el vidrio formado; el proceso comprende además descargar una capa de burbujas producida 2 en la vasija (3) de desgasificación a vacío en la etapa de aplicación de un tratamiento de desgasificación al vidrio fundido (G), al exterior de la vasija (3) de desgasificación a vacío.


 

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