ES2200176T3 - Proceso de fabricacion de laminas de vidrio por flotacion. - Google Patents
Proceso de fabricacion de laminas de vidrio por flotacion.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION CONSISTE EN UN PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE HOJAS DE VIDRIO POR FLOTACION, SEGUN EL CUAL SE VIERTE VIDRIO FUNDIDO SOBRE UN SOPORTE LIQUIDO MAS DENSO QUE EL VIDRIO Y SE ESTIRA A CONTINUACION LA LAMINA DE VIDRIO FORMADA, ACOMPAÑANDOLA EN SU MOVIMIENTO CON ELEMENTOS GUIA CONTINUOS Y ELASTICOS (5) DE UN MATERIAL SOLIDO SUSCEPTIBLE DE ADHERIRSE AL VIDRIO FUNDIDO; ESTOS ELEMENTOS ENTRAN EN CONTACTO CON LOS BORDES LATERALES DE LA LAMINA DE VIDRIO, SIENDO EL PRODUCTO (P) DEL VALOR (V) DE LA VELOCIDAD DE LA LAMINA POR EL VALOR (E) DE SU GROSOR FINAL INFERIOR A 2,5.10 SUP,-4}M SUP,2}.S SUP,-1}. ESTE PROCEDIMIENTO PERMITE OBTENER HOJAS DE VIDRIO DELGADAS DE GROSOR CONSTANTE Y CON UNA CALIDAD OPTICA SATISFACTORIA.
Description
Proceso de fabricación de láminas de vidrio por
flotación.
La presente invención se refiere a un proceso de
fabricación por flotación de hojas de vidrio destinadas a la
elaboración de acristalamientos.
La fabricación de láminas de vidrio por flotación
se hace de forma conocida vertiendo vidrio fundido sobre un
soporte liquido (o "baño") más denso que el vidrio (por
ejemplo un baño de estaño) y haciendo avanzar sobre la superficie
del baño la cinta de vidrio que se forma antes de recortar en hojas
dicha cinta cuajada mediante enfriamiento.
Un proceso corriente consiste en arrastrar la
cinta de vidrio sobre la superficie del baño agarrándola
lateralmente mediante moletas (o
"top-rolls") colocadas a lo largo del
baño a ambos lados de la cinta de vidrio. Las instalaciones que
utilizan este proceso son generalmente instalaciones con abundante
caudal (hasta algunos centenares de toneladas de vidrio por día) y
están adaptadas a la producción de hojas de vidrio con varios
milímetros de espesor. Este proceso presenta ciertos
inconvenientes: en concreto, la energía consumida es grande
(necesidad, entre otras, de enfriar todas las moletas a lo largo
del baño), los bordes laterales de la cinta marcados por las
moletas deben quitarse, lo que implica una pérdida de materia nada
despreciable debido al amontonamiento de las moletas, y se observa
un fenómeno de estricción de la cinta de vidrio a la salida de las
últimas moletas, pudiendo esta estricción engendrar defectos,
especialmente ópticos, en el vidrio. La estricción observada con
tal proceso aumenta además cuando el espesor de la hoja producida
disminuye y puede ser insalvable en la producción de hojas de vidrio
finas (con espesor inferior por ejemplo a 3 mm). De igual forma,
la anchura de las bandas laterales marcadas por las moletas aumenta
cuando el espesor de la hoja producida disminuye debido, en
especial, a la utilización de mayor número de moletas sobre una
mayor anchura de la cinta. El rendimiento geométrico (contenido de
vidrio que queda después del recorte de las bandas laterales
marcadas) es así especialmente bajo para los reducidos espesores de
vidrio.
De acuerdo con otro proceso objeto de la patente
FR 1 378 839 y sus adiciones números 86.221, 86.222, 86.817, 87.798
y 91.543, de la patente FR 2 123 096 y de la patente FR 2 150 249,
se utilizan elementos móviles de guía, continuos y flexibles (por
ejemplo alambres de metal) que se adhieren al vidrio sobre los
bordes laterales de la cinta y acompañan dicha cinta en su
movimiento sobre el baño. Este proceso es más barato que el proceso
que utiliza moletas y la estricción observada es igualmente mucho
menor. Sin embargo, para espesores reducidos, el proceso tal y como
se ha descrito en las patentes anteriormente citadas no permite
obtener tampoco una calidad satisfactoria, en especial, al no
presentar las hojas de vidrio obtenidas un espesor constante
(observación de un "perfil hueco" con un adelgazamiento de la
hoja en el centro).
La presente invención propone un proceso de
fabricación de láminas de vidrio por flotación, sin que este
proceso presente los inconvenientes anteriormente mencionados. En
concreto, la presente invención propone un proceso barato adaptado
a la fabricación de hojas de vidrio finas por flotación y que
permite obtener hojas de vidrio finas que presentan en especial una
calidad óptica satisfactoria y un espesor constante.
En el proceso de acuerdo con la invención, se
vierte vidrio fundido sobre un soporte liquido más denso que el
vidrio, en especial un baño metálico (por ejemplo de estaño fundido
o una aleación de estaño), después se estira la cinta de vidrio que
se forma y se la acompaña en su movimiento con ayuda de elementos
de guía continuos y flexibles hechos de un material sólido
susceptible de adherirse al vidrio fundido, poniéndose en contacto
estos elementos con los bordes laterales de la cinta,
caracterizándose este proceso en que el producto (P) del valor (v)
de la velocidad de la cinta y del valor (e) de su espesor final es
inferior a 2,5.10^{-4} m^{2}.s^{-1}.
En el proceso según la invención, el valor (v) de
la velocidad de la cinta (medida al salir del baño) se escoge en
función del valor (e) del espesor final que se desea obtener para
la cinta de forma que el producto (P = e x v) no exceda de
2,5.10^{-4}m^{2}.s^{-1}, preferentemente de
2.10^{-4}m^{2}. s^{-1} y de forma especialmente preferida de
1,5.10^{-4}m^{2}.s^{-1}, e incluso
1.10^{-4}m^{2}.s^{-1} o 9.10^{-5}m^{2}.s^{-1} (en la
práctica, puede descender a 1.10^{-5}m^{2}.s^{-1} o incluso
menos). Además la velocidad de la cinta se mantiene preferiblemente
a 15 m.min^{-1}, de forma especialmente preferida inferior a 10
m.min^{-1} cualquiera que sea el espesor final deseado de la
cinta. El proceso según la invención está particularmente adaptado
a. la fabricación de hojas de vidrio finas con espesor inferior a 6
mm, preferentemente inferior a 4 mm, en concreto de espesor
inferior a 3 mm, permitiendo este proceso, al imponer una velocidad
(v) máxima relativamente baja para un espesor dado (e) de la cinta,
obtener hojas de vidrio finas que presentan un espesor constante (se
evita la obtención de un perfil hueco) y una calidad óptica
satisfactoria. Por "espesor final" de la cinta se entiende el
espesor (medio) de la cinta después del desprendimiento de los
elementos de guía o incluso el espesor de la cinta cuajada mediante
enfriamiento. El espesor final de la cinta de vidrio obtenida de
acuerdo con la invención puede ser muy inferior a
\hbox{2 mm,}pudiendo este espesor descender hasta 0,4 mm o menos.
Así, de acuerdo con un modo de realización de la
invención, cuando se desea obtener una cinta de espesor final igual
a 2 mm, la velocidad de la cinta se escoge inferior a 7,5
m.min^{-1} y, preferentemente, inferior a 6 m.min^{-1}, de
forma especialmente preferida inferior a 4,5 m.min^{-1}, e
incluso a 3 m.min^{-1}, hasta incluso a 1 m.min^{-1} o a 0,5
m.min^{-1}. Esta limitación de velocidad puede también observarse
ventajosamente para cintas con espesor final inferior a 2 mm.
Según otro modo de realización de la invención,
cuando se desea obtener una cinta con espesor final igual a
\hbox{4 mm,}la velocidad de la cinta se escoge inferior a 3,75 m.min^{-1}, preferentemente inferior a 3 m.min^{-1}, e incluso a 2,25 m.min^{-1}, hasta incluso a 1,5 m.min^{-1} o a 0,5 m.min^{-1}. Esta limitación de velocidad puede también observarse ventajosamente para cintas con espesor final comprendido entre 2 y 4 mm.
En el proceso según. la invención, mediante el
reglaje del caudal y/o de la anchura de la cinta de vidrio, es
absolutamente posible mantener la velocidad de la cinta inferior a
los valores precitados para obtener los espesores indicados. Los
productos elaborados presentan así un espesor constante y una
calidad mejorada con respecto a los productos con el mismo espesor
obtenidos con ayuda de procesos conocidos anteriormente comentados
en los que las velocidades de deslizamiento de las cintas son mucho
mayores para estos espesores, siendo estas velocidades tan grandes
que el espesor pretendido de los productos es reducido.
Los elementos de guía según la invención pueden
estar constituidos por un alambre o un conjunto de alambres,
eventualmente retorcidos, una trenza, una rejilla, una cinta, una
cadeneta, etc... de metal o de una aleación de metales o de un
material no metálico adecuado, en especial en el modelo de los
elementos de guía descritos en la patente FR 1 378 839 y sus
adiciones, en la patente FR 2 123 096 y en la patente FR 2 150 249
a las que nos remitiremos para mayor información sobre estos
elementos de guía y sus ventajas. Los elementos de guía según la
invención pueden ser en especial alambres metálicos de tipo
corriente, en especial alambres de acero inoxidable o una aleación
refractiva, que presenta, por ejemplo, un diámetro de 1 a 2 mm
aproximadamente.
Estos elementos de guía se tienden generalmente
entre dispositivos como devanaderas, rollos o bobinas en rotación,
etc... situadas arriba y abajo del baño y se colocan en contacto
con la cinta de vidrio por medio de piezas de apoyo o
"pastillas" (en forma de rodillos prensores, cilindros,
barretas, etc...) o de conductos de introducción. Para asegurar el
arrastre y estirado de la cinta, basta con que los elementos de
guía se adhieran sencillamente a la superficie de vidrio, estando
estos elementos poco voluminosos además colocados muy cerca de los
bordes de la cinta, evitando así una pérdida de materia importante
tras el recorte de las partes marcadas por los elementos de
guía.
Se utilizan preferentemente dos elementos de guía
situados a amabas partes de la cinta, encontrándose cada uno de
los elementos sobre uno de los bordes laterales de la cinta. Los
elementos de guía pueden calentarse eventualmente para mejorar su
calado por el vidrio y evitar que no se desprendan del vidrio, sin
que no obstante este calentamiento sea necesario, por regla
general, de acuerdo con la presente invención. Se utilizan también
preferentemente dos piezas de apoyo dispuestas una frente a la otra
con respecto a la cinta de vidrio, sirviendo cada una para la
inserción de un elemento de guía en la superficie del vidrio. Las
piezas de apoyo se elaboran de forma que puedan resistir el
desgaste debido a la fricción de los elementos de guía y la
corrosión por el vidrio fundido. Se hacen por ejemplo de molibdeno
o tungsteno recubierto por una capa de aluminio y pueden fijarse a
soportes que permitan ajustar su posición. Pueden igualmente
utilizarse conductos o guía-alambres, eventualmente
calentados, para transportar los elementos de guía bajo un cierto
ángulo al nivel de las piezas de apoyo.
Los elementos de guía pueden contribuir a la
elaboración de la cinta a partir de la masa de vidrio vertida en el
baño, al movimiento de esta cinta así como a su estirado.
Generalmente se ponen en contacto con el vidrio más arriba de la
formación de la cinta de vidrio en la zona de flotación de vidrio
vertido que forma a continuación los bordes de la cinta, o en el
momento de la formación de la cinta de vidrio o inmediatamente
después de esta formación, en el modelo de los procesos descritos
en las patentes FR 1 378 839 y sus adiciones, FR 2 123 096 y FR 2
150 249, y pueden desprenderse del vidrio cuando éste se consigue
en un estadio del proceso en el que su enfriamiento le confiere
una rigidez suficiente.
Entre el momento en el que se introduce en el
vidrio por medio de una pieza de apoyo y el momento en el que se
desprende del vidrio, cada elemento de guía según la invención pasa
normalmente sobre al menos una pieza de retención (u "órgano
separador" u "órgano de separación" o "perno
separador" u "órgano de posicionamiento", etc.) que se
encuentra en el mismo borde del baño que dicho elemento de guía.
Esta pieza de retención obliga generalmente al elemento de guía a
divergir para efectuar el estirado transversal progresivo de la
cinta hasta su anchura y espesor definitivos, manteniéndose a
continuación la separación entre los elementos de guía hasta el
enfriamiento del vidrio. Las piezas de retención se disponen
generalmente por pares a ambas partes de la hoja de vidrio (lo
mismo que los elementos de guía o las piezas de apoyo) y se
mencionan también en las patentes antes citadas a las que nos
remitimos para mayor información acerca de estas piezas.
Preferentemente, se utilizan dos piezas de
retención dispuestas una enfrente de la otra con respecto a la
cinta de vidrio. Estas piezas de retención pueden tener diferentes
formas: anillos, ganchos, barretas, listones verticales, etc... y
se elaboran ventajosamente en un material refractivo resistente al
desgaste por los elementos de guía y a la corrosión, por ejemplo en
molibdeno o en tungsteno recubierto por una capa de aluminio. La
posición de estas piezas de retención es preferentemente ajustable,
por ejemplo por medio de brazos soporte, de manera que se pueda, en
especial, modificar la anchura de la cinta de vidrio. Los brazos
soporte están ventajosamente elaborados en un material que presenta
una resistencia a la fluencia en caliente. Las piezas de retención
pueden eventualmente estar calentadas para permitir por ejemplo que
el vidrio se suelde de nuevo tras el paso de estas piezas, sin que
se requiera este calentamiento en el caso habitual en el que estas
piezas se colocan en una zona en la que la viscosidad del vidrio es
inferior a 50.000 poises. Preferentemente, las piezas de retención
se sitúan en una zona en la que el vidrio presenta una viscosidad
comprendida entre 5.000 y 50.000 poises. La distancia entre las
piezas de apoyo y las piezas de retención está también
ventajosamente ajustada para obtener la velocidad lo más uniforme
posible en todos los puntos de la cinta al salir de las últimas
piezas de retención. La estricción observada tras estas piezas de
retención es muy reducida y generalmente inferior al 10%, e incluso
al 7% de anchura (mientras que la estricción obtenida en los
procesos corrientes, en especial con moletas, puede alcanzar el
50%).
Según un modo de realización preferido de la
presente invención, al utilizar dos elementos de guía, dos piezas
de apoyo y al menos dos piezas de retención dispuestas a ambas
partes de la cinta aproximadamente de forma simétrica con respecto
a la cinta y en el que las piezas de retención obligan a los
elementos de guía a divergir para estirar la cinta hasta la anchura
deseada, el ángulo de divergencia (es decir, el ángulo medido
entre el eje de la cinta y la recta que pasa entre una pieza de
apoyo y la pieza de retención más próxima al mismo lado de la
cinta) se escoge inferior a 20º, para contribuir a la mejora de la
calidad y de la forma plana de las hojas de vidrio obtenidas,
pudiendo provocar un ángulo superior un estirado demasiado
violento de la cinta de vidrio.
De forma igualmente preferida, el vidrio
utilizado en el proceso según la invención se escoge para que
presente una velocidad de cristalización inferior a 1,5 \mum/min
(velocidad de crecimiento de los cristales), preferentemente
inferior a 1 \mum/min, con una viscosidad comprendida entre
10.000 y 100.000 poises (siendo esta velocidad por ejemplo inferior
a 0,4 y, preferentemente, 0,2 \mum/min con una viscosidad de
10.000 poises) para evitar cualquier fenómeno de desvitrificación,
en especial por lo que se refiere a elementos como las piezas de
retención.
De forma más general, este vidrio debe cumplir
todas las condiciones conocidas por el experto en la materia para
poder ser utilizado en un proceso de fabricación de hojas de vidrio
por flotación (en especial no debe contener arsénico, antimonio,
plomo, flúor, etc.).
Es posible utilizar diferentes tipos de vidrio en
el proceso según la invención. Además de los vidrios habitualmente
utilizados en los procesos de flotación (vidrios
sílice-cal-sosa tradicionales), es
posible utilizar vidrios que presentan una zona de trabajo
(diferencia entre la temperatura del vidrio con una viscosidad de
1.000 poises y la temperatura del vidrio con una viscosidad de
10^{6} poises) más corta, en especial inferior a 350ºC, en
concreto inferior a 300ºC. En efecto, el proceso según la invención
permite formar más rápidamente el vidrio con su espesor final que
los procesos corrientes que utilizan, por ejemplo, moletas. Los
vidrios utilizados hasta hoy para elaborar hojas de vidrio
únicamente por procesos de laminado debido a su corta zona de
trabajo, pueden así utilizarse ventajosamente en el proceso de
flotación según la invención.
Vidrios que pueden utilizarse con ventaja en el
proceso según la invención son los vidrios descritos en las
patentes y solicitudes de patente EP 526 272, EP 578 362, FR 2 727
399, FR 2 752 713, FR 2 725 714, WO-96/11888 y
\hbox{WO-96/11887.}
De acuerdo con un modo de realización ventajoso
de la presente invención, el vidrio utilizado en el proceso
presenta la composición descrita en la solicitud
WO-96/11887, es decir la composición siguiente
expresada en porcentajes ponderales:
SiO_{2} | 45 a 68% |
Al_{2}O_{3} | 0 a 20% |
ZrO_{2} | 0 a 20% |
B_{2}O_{3} | 0 a 10% |
Na_{2}O | 2 a 12% |
K_{2}O | 3,5 a 9% |
CaO | 1 a 13% |
MgO | 0 a 8% |
permaneciendo la suma de los contenidos en óxidos
SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y ZrO_{2} igual o inferior al 70%,
siendo la suma de los contenidos en óxidos Al_{2}O_{3} y
ZrO_{2} igual o superior al 20%, siendo la suma de los contenidos
de los óxidos alcalinos Na_{2}O y K_{2}0 superior o igual al
8%, comprendiendo dicha composición eventualmente los óxidos BaO
y/o SrO en proporciones tales que: 11% \leq MgO + CaO + BaO + SrO
\leq 30% y presentando dicha composición una temperatura inferior
de recocido (stain point) igual o superior a aproximadamente
530ºC y un coeficiente de dilatación
(\alpha_{25-300^{o}C}) comprendido entre 80 y
95.10^{-7}/ºC.
Este vidrio es particularmente ventajoso en el
proceso de la invención para la fabricación de hojas de vidrio
finas resistentes al calor y destinadas en especial a la
elaboración de pantallas de plasma.
\newpage
Según otro modo de realización, el vidrio
utilizado en el proceso de la invención presenta la composición
descrita en la solicitud de patente WO-96/11888, es
decir la composición siguiente expresada en porcentajes
ponderales:
SiO_{2} | 45 a 65% |
Al_{2}O_{3} | 0 a 20% |
ZrO_{2} | 0 a 20% |
B_{2}O_{3} | 0 a 5% |
Na_{2}O | 4 a 12% |
K_{2}O | 3,5 a 12% |
CaO | 0 a 13% |
MgO | 0 a 8% |
permaneciendo la suma de los contenidos en óxidos
SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y ZrO_{2} igual o inferior al 70%,
comprendiendo dicha composición eventualmente los óxidos Ba y/o SrO
en proporciones tales que: 11% \leq MgO + CaO + BaO + SrO \leq
24% e introduciéndose los óxidos alcalinos según porcentajes
ponderales tales que 0,22 \leq Na_{2}O/(Na_{2}O + K_{2}O)
\leq
0,60.
Este vidrio es particularmente ventajoso en el
proceso de la invención para la fabricación de hojas de vidrio
finas destinadas a ser utilizadas como soporte en una unidad de
almacenamiento de datos (elaboración, por ejemplo, de discos
utilizados como memorias periféricas en el campo de la
informática).
El vidrio se vierte generalmente en el baño a una
temperatura comprendida entre 1.100 y 1.400ºC (siendo esta
temperatura más elevada en aproximadamente 40 a 100ºC que las
temperaturas utilizadas en los procesos que utilizan moletas,
contribuyendo esta temperatura más elevada a mejorar la superficie
plana de las hojas obtenidas) y debe presentar a estas temperaturas
una viscosidad comprendida preferentemente entre 1.000 y 6.000
poises. En la continuación del trayecto en el baño, la cinta
normalmente se somete a un enfriamiento progresivo hasta que
alcanza una rigidez suficiente para ser retirada del baño por
medios mecánicos sin sufrir daños susceptibles de afectar su
superficie plana y su pulido de superficie. Se recuece de forma
convencional en un arca de recocido y/o se somete a otros
tratamientos. A continuación se recorta con las dimensiones
necesarias.
De forma general, con el proceso según la
invención se observa que:
- \bullet
- los productos obtenidos presentan un espesor relativamente constante. A titulo de ejemplo, en numerosos casos, la variación de espesor de las hojas de vidrio no excede de 70 \mum, o incluso no excede del 6% y, preferentemente del 3%, e incluso el 1,5% del espesor de la hoja de vidrio.
- \bullet
- en materia de calidad óptica, el vidrio obtenido presenta un valor de zebra muy bueno (superior o igual a 50º) superior a los valores obtenidos por los vidrios elaborados según los procesos corrientes (del orden de 40-45º para los procesos que utilizan moletas). En equivalente potencia óptica, un valor de zebra de 40-45º equivale a 20-23 milidioptrías y un valor de zebra de 50º equivale a 15 milidioptrías.
Además, si ciertos defectos de superficie
(dióptricos o con caras paralelas) de los vidrios obtenidos según
el proceso de la invención son similares a los de los vidrios
obtenidos según los procesos corrientes, se observa en cambio que
el vidrio obtenido según el proceso de la invención presenta
ninguno o pocos defectos de ondulación típicos del estirado de las
instalaciones de alta velocidad. El vidrio obtenido no presenta
tampoco defectos de estaño observados en los procesos
tradicionales, debido a la formación rápida del vidrio en el
proceso según la invención.
Como se ha señalado anteriormente, la estricción
de la cinta de vidrio es también muy reducida y no acarrea defectos
ópticos.
La calidad óptica de los vidrios obtenidos según
la invención parece por tanto al menos igual e incluso superior a
la de los vidrios obtenidos según los procesos corrientes.
- \bullet
- el proceso según la invención es más barato que el proceso tradicional que utiliza moletas. A titulo indicativo, la potencia necesaria para el funcionamiento de una instalación que tiene un caudal de 10 a 20 t/j de vidrio y que funciona según la invención es del orden de 90 kW mientras que para una instalación con el mismo caudal que utiliza entre 2 y 12 pares de moletas según un proceso corriente, la potencia necesaria es de 240 kW de media.
- \bullet
- el proceso según la invención presenta un mejor rendimiento geométrico que los procesos corrientes que utilizan moletas. La anchura de cada banda lateral quitada no excede generalmente de 30 mm cualquiera que sea la anchura de la cinta (el rendimiento geométrico es así generalmente superior al 70% de volumen) mientras que la anchura de cada banda lateral quitada en el proceso con moletas a menudo excede de 60 mm (rendimiento geométrico generalmente inferior al 60% de volumen). Debido igualmente a la menor anchura de estas bandas laterales que presentan un espesor diferente al del resto de la cinta, la cinta obtenida según la invención no presenta dificultades de recocido.
Además del proceso anteriormente expuesto, la
invención tiene por objeto dispositivos adecuados para aplicar el
proceso según la invención, de acuerdo con la reivindicación
independiente 7 y las reivindicaciones dependientes 8 y 9. Tales
dispositivos ya explicados en gran parte en la exposición
precedente de la invención se representan igualmente más adelante,
a través de un ejemplo no limitativo en referencia a la figura
anexa que representa una vista esquemática parcial en planta de una
instalación de acuerdo con la invención. Dispositivos
particularmente adaptados a la aplicación del procedimiento según la
invención son dispositivos que presentan un ángulo de divergencia
como el definido anteriormente.
Los dispositivos según la invención son
preferentemente instalaciones de bajo caudal (menos de 200 t/j, e
incluso menos de 100 t/j, hasta incluso menos de 50 t/j o menos de
25 t/j) y con longitud reducida. La formación muy rápida del vidrio
con su espesor definitivo permite, llegado el caso, utilizar
instalaciones más cortas que las instalaciones corrientes. Las
pérdidas de energía son más escasas y el consumo de energía menor
que en las instalaciones habituales que utilizan moletas y el
indice de utilización de la superficie del baño está mejorado (es
decir, que el baño está recubierto en la mayor parte de su anchura
por el vidrio) debido a la utilización de los elementos de guía
poco voluminosos, lo que permite, en el caso de utilización de un
baño de estaño, evitar los envíos de estaño.
Como se representa en la figura 1, la instalación
comprende generalmente un depósito del que se representa con la
referencia 1 una parte del recinto, conteniendo este depósito un
baño metálico 2 como por ejemplo un baño de estaño. La parte de
arriba de este depósito puede comprender cantos divergentes o
"restrictors" 3 en el sentido de avance del vidrio. Los
medios de calentamiento del depósito no se representan.
El vidrio fundido es transportado al extremo
superior del depósito en la zona representada como 4. El vidrio así
vertido se extiende sobre el baño entre los cantos divergentes bajo
la acción de la gravedad y de la tracción ejercida más abajo. Se
introducen entonces por la cara superior, en los bordes de la capa,
antes de que ésta haya abandonado los cantos divergentes, o
inmediatamente después, alambres 5 (los elementos de guía)
provenientes por ejemplo de devanaderas 6. Cada alambre puede
conducirse por un conducto 7 que le impone un cambio de dirección,
permitiendo esta disposición situar las devanaderas lateralmente
con respecto al horno y conducir los alambres en la posición
deseada, después se encuentra con una pieza de apoyo 8 que lo
somete a una fuerza dirigida hacia la parte inferior para
insertarlo en el vidrio.
Más debajo de la zona de capeado se encuentran
piezas de retención 9 que obligan a los alambres a divergir después
les impiden acercarse bajo la acción de fuerzas de tensión
superficiales. Los alambres se apoyan sobre estas piezas de
retención y mantienen la capa con la anchura correspondiente al
espesor final a obtener. Los alambres acompañan la cinta durante su
enfriamiento en la zona inferior del baño hasta que la cinta es
suficientemente rígida (siendo la temperatura de la cinta por
ejemplo inferior a 600ºC).
El dispositivo según la invención puede presentar
cualquier variante al alcance del experto en la materia, pudiendo
hacerse estas modificaciones en especial en el modelo de los
dispositivos descritos en las patentes anteriormente citadas.
Otras características y ventajas de, la invención
se desprenderán de los ejemplos siguientes expuestos a titulo
ilustrativo, sin que tengan carácter limitativo.
En un horno de flotación del tipo representado en
la figura adjunta, alimentado por un horno de fusión de vidrio con
un caudal de 8 a 12 kg/h de vidrio fundido, se han dispuesto los
órganos que permiten aplicar el proceso de la invención con el fin
de fabricar vidrio con un espesor igual o inferior a 2 mm. Los
elementos de guía están constituidos por dos alambres de acero
dulce recocido blanco o recocido ennegrecido de 1,5 mm de
diámetro.
El vidrio utilizado tiene la composición
siguiente expresada en porcentajes ponderales:
SiO_{2} | 54,6% |
Al_{2}O_{3} | 3% |
CaO | 3,5% |
MgO | 4,2% |
Na_{2}O | 6% |
K_{2}O | 6,9% |
BaO | 3,8% |
ZrO_{2} | 10% |
SrO | 8% |
\newpage
La temperatura del vidrio en el desagüe es del
orden de 1.320ºC, los alambres salen de los
guía-alambres al nivel del talón de calado trasero
10, las piezas de apoyo se sitúan en cada punta de los cantos
divergentes, las piezas de retención se encuentran a 290 mm
aproximadamente del talón de calado trasero y a 250 mm
aproximadamente de. las piezas de apoyo y la separación entre los
pernos es de 160, mm para una velocidad de alambre de 20m/h y un
espesor final de cinta de 1,1 mm.
Se constata que el vidrio obtenido es muy plano
(la altura en una longitud de 5 cm es del orden de 15 \mum y la
variación de espesor es inferior al 6%). Cuando se hace variar el
espesor de la cinta, se constata que, contrariamente a los procesos
habituales que utilizan moletas, la calidad óptica de la cinta
aumenta cuando el espesor disminuye.
En un horno de flotación, como el del ejemplo 1,
se utiliza el vidrio con la composición siguiente, expresada en
porcentajes ponderales:
SiO_{2} | 50,25% |
Al_{2}O_{3} | 12,5% |
CaO | 5% |
MgO | 4,2% |
Na_{2}O | 5,3% |
K_{2}O | 6,2% |
BaO | 5,95% |
ZrO_{2} | 3% |
SrO | 7,6% |
Para velocidades de la cinta de respectivamente
15 m/h, 22 m/h y 27 m/h con una anchura entre las piezas de
retención de respectivamente 135 mm, 130 mm y 140 mm, se produce un
vidrio de respectivamente 1,6 mm, 1,1 mm y 0,9 mm de espesor que
presenta una variación de espesor respectivamente de 70 \mum, 70
\mum y 50 \mum en 6,5 cm de anchura. La variación de espesor en
la longitud no excede de 20 \mum en 6 cm de largo.
Se subraya que al cambiar el ángulo de
divergencia de 17 a 11º con una temperatura en las piezas de
retención del orden de 1.130ºC, se obtiene una variación de espesor
menor.
El proceso según la invención permite fabricar
hojas de vidrio finas utilizables en el campo del automovilismo, de
la electrónica, de las pantallas de plasma, de los discos duros
magnéticos, etc.
Claims (9)
1. Proceso de fabricación por flotación de hojas
de vidrio según el cual se vierte vidrio fundido en un soporte
líquido (2) más denso que el vidrio, después se estira la cinta de
vidrio que se forma y se la acompaña en su movimiento con ayuda de
elementos de guía continuos y flexibles (5) hechos de un material
sólido susceptible de adherirse al vidrio fundido, poniéndose
estos elementos (5) en contacto con los bordes laterales de la
cinta, caracterizado en que el producto (P) del valor (v) de
la velocidad de la cinta y del valor (e) de su espesor final es
inferior a 2,5.10^{-4}m^{2}.s^{-1}.
2. proceso según la reivindicación 1,
caracterizado en que la velocidad de la cinta es inferior a
15 m.min^{-1}.
3. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado en que se utiliza un
vidrio que presenta una velocidad de cristalización inferior a 1,5
\mum/min con una viscosidad comprendida entre 10.000 poises y
100.000 poises.
4. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que el rendimiento
geométrico es superior al 70% de volumen.
5. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que cada elemento de
guía (5) es conducido en contacto con. el vidrio por medio de al
menos una pieza de apoyo (8) después pasa sobre al menos una pieza
de retención (9) obligándole a divergir para asegurar el estirado
transversal progresivo de la cinta hasta su anchura definitiva,
siendo el ángulo de divergencia, correspondiente al ángulo medido
entre el eje de la cinta y la recta que pasa entre una pieza de
apoyo (8) y la pieza de retención (9) más próxima en el mismo lado
de la cinta, inferior a 25º.
6. proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que la estricción
es inferior al 10% de anchura.
7. Instalación para la aplicación del proceso
según las reivindicaciones 1 a 6, que comprende un soporte líquido
(2) más denso que el vidrio y un medio de vertido de vidrio fundido
sobre este soporte liquido y, para el estirado y acompañamiento de
la cinta de vidrio formada, elementos de guía continuos y flexibles
(5) hechos de un material sólido susceptible de adherirse al
vidrio fundido, caracterizada en que comprende, para cada
elemento guía, al menos una pieza de apoyo (8) para conducir dicho
elemento de guía en contacto con el vidrio y una pieza de retención
(9) para obligar a dicho elemento de guía a divergir para asegurar
el estirado transversal progresivo de la junta hasta su anchura
definitiva, siendo el ángulo de divergencia, correspondiente al
ángulo medido entre el eje de la cinta y la recta que pasa entre
una pieza de apoyo (8) y la pieza de retención (9) más próxima en
el mismo lado de la cinta, inferior a 25º.
8. Aplicación del proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 a la fabricación de hojas de vidrio con
espesor inferior a 6 mm.
9. Hoja de vidrio obtenida por flotación y
constituida por un vidrio que presenta una zona de trabajo,
correspondiente a la diferencia entre la temperatura del vidrio con
una viscosidad de 1.000 poises y la temperatura del vidrio con una
viscosidad de 10^{6} poises, inferior a 350ºC.
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