SK284512B6 - Spôsob a zariadenie na tepelné spracovanie sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu - Google Patents

Spôsob a zariadenie na tepelné spracovanie sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu Download PDF

Info

Publication number
SK284512B6
SK284512B6 SK1690-2001A SK16902001A SK284512B6 SK 284512 B6 SK284512 B6 SK 284512B6 SK 16902001 A SK16902001 A SK 16902001A SK 284512 B6 SK284512 B6 SK 284512B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
glass
mhz
microwave
natural
materials
Prior art date
Application number
SK1690-2001A
Other languages
English (en)
Other versions
SK16902001A3 (sk
Inventor
Milan H�Jek
Ji�� Draho�
V�Clav Volf
Jaroslav Voz�B
Original Assignee
�Stav Chemick�Ch Proces� Akademie V�D �Esk� Republiky
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.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CZ19992185A external-priority patent/CZ289191B6/cs
Priority claimed from CZ2000968A external-priority patent/CZ289193B6/cs
Priority claimed from CZ20001935A external-priority patent/CZ288978B6/cs
Application filed by �Stav Chemick�Ch Proces� Akademie V�D �Esk� Republiky filed Critical �Stav Chemick�Ch Proces� Akademie V�D �Esk� Republiky
Publication of SK16902001A3 publication Critical patent/SK16902001A3/sk
Publication of SK284512B6 publication Critical patent/SK284512B6/sk

Links

Classifications

    • 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
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • 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
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/023Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by microwave heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu, pri ktorom sa spracovávaný materiál vystaví účinku mikrovlnného žiarenia s frekvenciou 1 MHz až 10 GHz pri teplote v rozsahu od okolitej teploty až 1800 °C vo vsádzkovom alebo kontinuálnom výrobnom procese v prítomnosti inertnej prísady vybranej zo skupiny karbidov, nitridov či boridov v množstve 1 až 100 g na 1 kg sklárskeho alebo prírodného materiálu. Zariadenie na vykonávanie spôsobu sa skladá z mikrovlnnej pece obsahujúcej vonkajší plášť (8.2) vybavený vekom (10), vnútorný plášť (8.1) a najmenej jeden mikrovlnný generátor (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) s dvojitou emisiou s výkonom 0,1 až 1 kW na 1 kg sklárskeho materiálu usporiadaný v podstate v medzipriestore medzi vonkajším plášťom (8.2) a vnútorným plášťom (8.1) a vaničku (2) umiestnenú vo vnútornom plášti (8.1).ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov zvlášť vulkanického pôvodu a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu. Pod spracovaním sklárskych materiálov sa pritom rozumie tavenie či čerenie sklárskej drviny (črepov), sklárskych surovín (kmeň) alebo ich zmesí alebo vytvrdzovanie, či formovanie skla. Pri materiáloch vulkanického pôvodu, ako je napríklad čadič, žula, mramor, andezit, sienit a podobne, ide o tavenie či čerenie, ich vytvrdzovanie, či formovanie na úžitkové predmety, ako sú dlaždice, obkladačky, tyče, vlákna, izolačné vaty, umelecké predmety a podobne. Ďalej sa vynález týka zariadenia na vykonávanie týchto spôsobov.
Doterajší stav techniky
V súčasnej dobe sa na tavenie skla či na výrobu skloviny alebo na tavenie prírodných materiálov zvlášť vulkanického pôvodu, ako je napríklad čadič, používajú takmer výhradne sklárske, resp. taviace pece, vyhrievané plynovými horákmi. Ich nevýhodou je značná váha a robustnosť vzhľadom na nutnosť vyhrievania celej pece vyžadujúcej silno stenné izolačné vrstvy - šamot a tým sa znemožní ich mobilita, t. j. možnosti premiestňovania z miesta na miesto, napríklad pri príležitostných výstavách. Z hľadiska životného prostredia okrem toho vznikajú škodlivé spaliny zo spaľovania značného množstva plynu a nepríjemné je aj silné sálanie tepla do pracovného priestoru. Bola snaha tieto klasické sklárske pece nahradiť elektrickými pecami, ale vzhľadom na požadované parametre ako je teplota, výkon, spotreba ich použitia je veľmi obmedzená, najmä z ekonomických dôvodov. Rýchle roztavenie skla alebo prírodného materiálu klasickými druhmi ohrevu je totiž znevýhodnené ich nízkou tepelnou vodivosťou.
Okrem toho niektoré druhy skiel alebo materiálov, najmä obsahujúcich železo, napríklad zváračské sklo alebo čadič, účinne odrážajú infračervené lúče a hĺbka ich ohrevu značne klesá od povrchu dovnútra materiálu, takže hrúbka vsádzkového materiálu sa musí obmedziť.
Pokusy aplikovať mikrovlnnú techniku ohrevu narážajú na vážne problémy, pretože napríklad väčšina skiel je pre mikrovlny transparentná, t. j. sklo mikrovlny pri izbovej teplote neadsorbuje a je treba ich aktivovať, t. j. urobiť spôsobilými pre absorpciu mikrovĺn. Je rovnako známe, že pri určitej teplote - cca 500 °C a vyššie, začnú kladne nabité častice alkalických iónov vibrujúce v negatívne nabitej intersticiálnej polohe účinkovať ako oscilačný dipól, čo je základom pre absorpciu mikrovĺn. Predhriatie možno dosiahnuť napr. elektrickým ohrevom, to však vyžaduje hybridnú pec, t. j. pec s kombinovaným elektrickým a mikrovlnným ohrevom, čo je pomerne nákladné a kapacitne obmedzené. Niektorí autori použili na predhriatie transparentné materiály, ako je napríklad azbest alebo kremelma rôznych aditív absorbujúcich mikrovlny, napríklad práškové železo, chlorid železitý či bórax (F. G. Wihsmann, R. Kokoschko, K. Forkel, Sklár a keramik 46, 75 /1996/). Tieto materiály však nie sú ako prísady do sklených materiálov vhodné, pretože reagujú so sklenou hmotou a zmenili by zloženie aj štruktúru skla, čo je nežiaduce. Iní autori použili na predhriatie náplne obal absorbujúci mikrovlny či hydratáciu materiálov pred tavením (M. P. Knox, G. J. Copley, Glass Technology 38, 91 /1997/). Ani tieto spôsoby aktivácie však nie sú dokonalé, pretože v prípade absorpčného obalu nemôžu mikrovlny preniknúť do vsadeného materiálu a teplo sa v tomto prípade šíri sálaním ako pri klasickom ohreve. Na druhej strane hydratácia alebo navlhčenie pri väčšine skiel nie je dostačujúca na zahriatie vsádzky na požadovanú teplotu.
Podľa EP-A1-0 349 405 sa mikrovlnné žiarenie používa na predhriatie alebo ohrev materiálov, ako sú oxidy sklo a niektoré kovy, ktoré vyvolávajú korozívny účinok na výmurovku pece, ak sú vystavené indukčnému ohrevu. S cieľom umožniť predhriatie materiálov, ktoré nereagujú na mikrovlny, pridáva sa do vsádzky sklo obsahujúce kysličníky železa, ktoré vďaka dôsledku vysokej absorpcii mikrovĺn zabezpečia ohrev ostatného materiálu, ktorý nereaguje na mikrovlny. Napriek tomu tento spôsob nemožno aplikovať na väčšinu typov výrobkov zo skla alebo prírodných materiálov, pretože kysličníky železa podstatne ovplyvňujú vlastnosti finálneho výrobku.
Úlohou vynálezu je vytvoriť nový spôsob tepelného spracovania sklárskych a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu, ktorý umožňuje tavenie, čerenie alebo vytvrdzovanie týchto materiálov pri špecifických podmienkach pri použití mikrovlnnej technológie v celom požadovanom teplotnom rozsahu a pre všetky typy materiálov bez ohľadu na ich zloženie a štruktúru. Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu pracujúce tak vo vsádzkovom, ako aj v kontinuálnom režime.
Podstata vynálezu
Na naplnenie uvedenej úlohy sa spracovávaný materiál vystaví účinku mikrovlnného žiarenia s frekvenciou 1 až 10 GHz v teplotnom rozmedzí od teploty okolia do 1 800 °C obsahujúcej karbidy, nitridy či bóridy v množstve 1 až 100 g na kg sklárskeho alebo prírodného materiálu.
Výhodne sa potom frekvencia mikrovlnného žiarenia volí v pásmach 1 až 100 MHz alebo 500 MHz až 10 GHz.
Zvlášť potom môže byť frekvencia mikrovlnného žiarenia 27 MHz alebo 896 MHz, alebo 915 MHz, alebo
450 MHz a množstvo inertnej prísady môže predstavovať 5 až 50 g na 1 kg sklárskeho alebo prírodného materiálu.
Na zabezpečenie bezpečného a rýchleho ohrevu v celom teplotnom rozsahu obsahuje sklársky alebo prírodný materiál, ktorý je podrobený procesu tavenia a/alebo čerenia, inertnú prísadu vybranú zo skupiny obsahujúcej karbidy, nitridy alebo bóridy v množstve od 1 do 100 g, prednostne 5 až 50 g na 1 kg sklárskeho alebo prírodného materiálu.
Výhodne môže byť inertná prísada vybraná zo skupiny karbidov wolfrámu - WC, kremíka - SiC, boru - B4C, titánu -
- TiC alebo nitridov vanádu - VN, boru - BN, kremíka -
- Si3N4 alebo boridov titánu - TiB2, nióbu - NB2, vanádu -
- VB2, wolfrámu - WB2, zirkónu - ZrB2 alebo hliníka -
- A1B2 alebo ich zmesi.
Sklárskym materiálom môžu byť sklenené črepy z bežného odpadového skla všetkého druhu alebo sklárske kmene všetkého druhu, alebo zmesi sklenených črepov a sklárskych kmeňov všetkého druhu a prírodným materiálom je čadič, žula, mramor, andezit, sienit a ďalšie materiály absorbujúce mikrovlnné žiarenie.
Podstata zariadenia na vykonávanie spôsobu spočíva v tom, že sa skladá v podstate z mikrovlnnej pece obsahujúcej vonkajší plášť a veko a vnútorný plášť a najmenej jeden generátor mikrovĺn s frekvenciou 1 až 10 GHz s dvojitou emisiou s výkonom 0,1 až 1 kW na 1 kg sklárskeho materiálu alebo prírodného materiálu umiestnený v podstate v
SK 284512 Β6 medzipriestore medzi vonkajším a vnútorným plášťom a vaničku umiestnenú vnútri vnútorného plášťa.
Vnútorný priestor pece je výhodne vyplnený izolačným žiaruvzdorným materiálom odolávajúcim teplotám až do 1 750 °C vybraným zo skupiny oxid hlinitý - korund a oxid kremičitý - kremeň a veko pece je vybavené najmenej jedným bezpečnostným spínačom a plniace hrdlo je vybavené bezkontaktným infračerveným snímačom, ktoré je spojené s teplomerom a regulátorom teploty s mikroprocesorom na riadenie generátora mikrovĺn. Na zabezpečenie kontinuálneho procesu je vanička vybavená postranným alebo spodným výpustom. Na uľahčenie manipulácie je pec vybavená transportnými kolami namontovanými na vonkajší plášť.
Spôsob a zariadenie podľa vynálezu sú tiež založené na využití mikrovlnnej energie na selektívny ohrev skla, sklárskych materiálov, prírodných materiálov zvlášť vulkanického pôvodu, napríklad čadiče, žuly, mramoru a podobne. To znamená, že sa ohrieva iba požadovaný materiál, a to rovnomerne v celom objeme, pričom okolie zostáva tepelne nedotknuté. Týmto spôsobom sa dodaná energia využije výhradne na tavenie, čerenie alebo vytvrdzovanie požadovaného materiálu a netreba vyhrievať celé teleso pece.
Ďalej sa vynález výhodne realizuje pri použití inertných materiálov ako aditív (napr. karbidu kremíka) do sklenej hmoty či kmeňa. Tieto inertné materiály silne absorbujú mikrovlny už pri izbovej teplote, ale vlastnosti skla alebo prírodného materiálu neovplyvňujú. Takto možno roztaviť každý druh skla bez ohľadu na zloženie a veľkosť častíc, vrátane akýchkoľvek sklárskych kmeňov, či prírodného materiálu, zvlášť vulkanického pôvodu obsahujúcich napríklad kov. Proces tavenia je extrémne rýchly a je obmedzený iba tepelnou odolnosťou taviaceho keramického veka. Kovový či grafitový téglik nemožno použiť kvôli nepriaznivej interakcii s mikrovlnami.
Nežiaduce javy, ako straty materiálu či oxidácia materiálu vzdušným kyslíkom, sú pri mikrovlnnom tavení úplne potlačené. Požadované vlastnosti spracovaného materiálu zostávajú celkom zachované, ale dajú sa aj zmenou taviaceho režimu zmeniť, napríklad možno vhodným využitím mikrovlnnej energie pri tavení kmeňa získať aj sklo odlišných vlastností, ktoré možno dosiahnuť v klasických sklárskych peciach (napr. čo do morfológie, mikroštruktúry, čo mechanickej odolnosti a podobne).
Výhody vynálezu založené na použití pece s využitím mikrovlnného ohrevu možno stručne zhrnúť do nasledujúcich bodov:
rýchly a objemový ohrev - objemovým ohrevom sa na rozdiel od klasického ohrevu rozumie vlastnosť mikrovĺn ohrievať materiál takmer rovnomerne, a to smerom zo stredu ku stenám;
selektívny ohrev - vlastnosť selektívneho ohrevu spočíva v tom, že dochádza k ohrevu iba požadovaného materiálu a nie okolia, ktoré zostáva chladné;
trvalé zapnutie pece nie je treba - pec možno kedykoľvek vypnúť a znova zapnúť, t. j. netreba ju udržiavať v stálej prevádzke;
nízka spotreba elektrickej energie a tým aj podstatne nižšie prevádzkové náklady - tento bod je dôsledkom predchádzajúcich bodov;
zdravotne neškodné pracovné prostredie - z hľadiska životného prostredia nedochádza k vývoju škodlivých spalín ani k zvýšeniu teploty pracovného prostredia.
Okrem tavenia je možno využiť pece na čerenie, vytvrdzovanie či na formovanie rôznych sklených materiálov, tavenia viac vzoriek skla s cieľom, napríklad farebných dekorácií, či spracovania rozstavcných prírodných materiálov na úžitkové predmety, ako sú dlaždice, obkladačky, tyče, vlákna, izolačné vaty, umelecké predmety a podobne.
Opis obrázkov na výkrese
Na pripojenom výkrese je schematicky v osovom reze znázornené jedno z možných uskutočnení zariadenia sklárskej pece podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Do keramického téglika s objemom 4 1 sa vložilo 5 kg sklenenej drviny z priesvitného skla s veľkosťou častíc od 2 do 6 mm a 100 g kompaktného karbidu wolfŕámu (WC) a téglik sa vložil do mikrovlnnej pece. Po uzavretí pece sa obsah téglika ohrieval mikrovlnným žiarením s frekvenciou 2 450 a výkonom 4 kW do roztavenia náplne. Roztavené sklo sa udržiavalo pri teplote 1 200 ± 50 °C a spracovalo na rôzne úžitkové predmety.
Príklad 2
Do keramického téglika s objemom 4 1 sa vložili 2 kg zmesi pozostávajúcej z kmeňa pre olovený kryštál a 50 g kompaktného karbidu wolfŕámu (WC) a téglik sa vložil do mikrovlnnej pece. Po uzavretí pece sa obsah téglika zahrieval s frekvenciou 2 450 MHz a výkonom 2 kW do roztavenia a vyčerenia skloviny na teplotu 1 450 °C a potom na 1 200 ± 20 °C. Roztavené sklo sa ďalej udržiavalo pri tejto teplote a spracovalo na rôzne úžitkové predmety.
Príklad 3
Tavenie skla podľa príkladu 2 sa uskutočnilo pri rovnakých podmienkach s tým rozdielom, že sa postupne použilo karbidov wolfŕámu - WC, kremíka - SiC, boru - B4C, titánu - TiC alebo nitridov vanádu - VN, boru - BN, kremíka Si3N4 alebo boridov titánu - TiB2, nióbu - NB2, vanádu - VB2, wolfŕámu - WB2, zirkónu ZrB2 alebo hliníka A1B2.
Príklad 4
Do keramickej vane s objemom 10 1 s dolným alebo bočným výpustom umiestneným v peci sa vložilo 10 kg sklenených črepov z odpadového obalového materiálu, ako sú fľaše, poháre a podobne a 200 g kompaktného karbidu wolfŕámu (WC). Vaňa sa umiestnila do mikrovlnnej pece. Po uzavretí a zapnutí pece na plný výkon sa sklenené črepy účinkom mikrovlnného žiarenia roztavili a vyčerili a roztavená sklovina vytekala spodným alebo bočným otvorom na ďalšie spracovanie, pričom sa začiatočná surovina plynulé dopĺňala. Pec sa vybavila prívodným a odvádzajúcim zariadením, takže celý proces sa mohol vykonať kontinuálne.
Príklad 5
Do keramického téglika s objemom 41 sa vložilo 5 kg čadičovej drviny s veľkosťou častíc od 0,2 do 60 mm a téglik sa vložil do mikrovlnnej pece. Po uzavretí pece sa obsah téglika zahrieval mikrovlnným žiarením s frekvenciou 2 450 MHz a s výkonom 4 kW do roztavenia náplne na teplotu až 1 600 °C. Tavenina sa ďalej udržiavala pri teplote 1 200 ± 20 °C a spracovala na rôzne úžitkové predmety.
Príklad 6
Do keramického téglika s objemom 10 1 sa vložilo 8 kg čadičovej drviny s veľkosťou častíc od 2 do 100 mm a tég lik sa vložil do mikrovlnnej pece. Po uzavretí pece sa obsah téglika účinkom mikrovlnnej energie s frekvenciou 915 MHz zahrieval do roztavenia a vyčerenia taveniny na teplotu 1 400 °C a potom na 1 200 °C. Čadičová tavenina sa ďalej udržiavala pri teplote 1 200 ± 20 °C a spracovala tiahnutím na vlákna či fúkaním na izolačnú vatu.
Príklad 7
Do keramickej vaničky so spodným výpustom s objemom 20 1 umiestnenej v mikrovlnnej peci sa vsadilo 30 kg prírodného materiálu zo skupiny čadiča, žuly, mramoru a podobne, v prípade v zmesi s prísadou zo skupiny karbidov, nitridov a boridov v množstve 1 až 10 % hmotnostných. Účinkom mikrovlnnej energie sa vsadený materiál roztavil a tavenina sa udržiavala pri teplote od 1 400 do 1 450 °C a potom sa vypustila spodným otvorom. Množstvo vypustenej taveniny sa v podstate kontinuálne dopĺňalo začiatočnou surovinou takou rýchlosťou, aby bol vo vaničke stály objem taveného materiálu.
Príklad 8
Vsádzková či kontinuálna mikrovlnná sklárska pec obsahuje vonkajší plášť 8.2 a vnútorný plášť 8.1. Vnútorný plášť 8.1 vymedzuje tepelne izolačný priestor vyplnený izolačným žiaruvzdorným materiálom 3 z oxidu hlinitého -
- korundu, ktorý je transparentný pre mikrovlny i pri vysokých teplotách. Na vnútornom plášti 8.1 sú umiestnené jednotlivé generátory mikrovĺn - magnetróny 1.1,1.2,1.3,1.4, ktoré zasahujú do medzipriestoru medzi vnútorným plášťom 8.1 a vonkajším plášťom 8.2. V medzipriestore sú tiež umiestnené ventilátory 4 na chladenie magnetrónov 1.1 -
- 1.4. V hornej časti je sklárska pec vybavená vekom 10, z ktorého vyčnieva hrdlo 7. Hrdlo 7 je spojené potrubím 12 zo zásobníkom 11 vsádzkového materiálu. Na veku 10 sú ďalej inštalované dva bezpečnostné spínače 9.1, 9.2. Na hrdlo 7 ďalej nadväzuje infračervený snímač 5, ktorý je napojený na teplomer a regulátor teploty 6 s mikroprocesorom na riadenie režimu pece. Spodné dno vonkajšieho plášťa 8.2 je vybavené manipulačnými transportnými kolami 14. Do izolačného priestoru je vložená vanička 2 s náplňou sklárskeho materiálu, pričom jej horná časť je napojená na hrdlo 7 a dno napojené na výpust 13.
Najmenej štyri generátory mikrovĺn - magnetróny 1.1. -
- 1.4 generujú mikrovlny s frekvenciou 2 450 MHz s jednou až dvojitou emisiou s cieľom dosiahnuť čo najhomogénnejšie elektromagnetické pole. Celkový mikrovlnný výkon sa zvolil podľa požiadavky na množstvo prírodného materiálu a pohyboval sa v rozmedzí od 2 do 6 kW, výhodne 4 kW na 10 až 15 kg vsádzky. Teplota taveniny sa merala bezkontaktným infračerveným snímačom 5 a regulovala sa teplomerom spojeným s regulátorom teploty 6 vybaveným riadiacim mikroprocesorom. Bezpečnostné mechanické spínače 9.1 a 9.2 na veku 10 slúžia na zabránenie úniku mikrovĺn pri otvorení pece do okolia tak, že po otvorení pece sa vypne prívod energie do magnetrónov 1.1 -1.4.
Pri prevádzke sa vsádzkový materiál kontinuálne alebo po dávkach privádza zo zásobníka 11 skrz plniace hrdlo 12 do vaničky 2, kde sa vsádzkovým materiálom roztaví a -vycerí a následne odoberá kontinuálne alebo po dávkach cez výpust 13.
Priemyselná využiteľnosť
Vynález je možno využiť na tavenie či prípravu všetkých sklárskych materiálov, či prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu bez ohľadu na mieru absorpcie mikrovĺn. Spôsob podľa vynálezu v kombinácii s mikrovlnnou pecou možno výhodne využiť v sklárňach na laboratórne účely (napríklad príprava bežných aj modifikovaných či nových druhov skiel), na umelecké účely (výroba umeleckých predmetov, replík a podobne), na dekoračné účely (dekorácia základného tvaru rôznymi druhmi farebných skiel).
Celkovo možno vynález využiť v sklárskych prevádzkach, laboratóriách, štúdiách, umeleckých ateliéroch, domácich sklárskych dielňach a podobne a v obdobných prevádzkach na tavenie a spracovanie čadiča a podobnej suroviny na izolačnú vatu, vlákna či úžitkové predmety, ako sú dlaždice, obkladačky, ale aj vázy, misy a sošky. Vzhľadom na ľahkú mobilitu možno pec využívať na výstavách a veľtrhoch na demonštráciu výroby sklenených a iných predmetov z prírodných materiálov, ako súčasť propagácie firemných výrobkov a výučby v odborných umeleckopriemyselných školách.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov zvlášť vulkanického pôvodu, vyznačujúci sa tým, že spracovávaný materiál sa vystaví účinku mikrovlnného žiarenia s frekvenciou 1 až 10 GHz pri teplote v rozsahu od teploty okolia do 1 800 °C vo vsádzkovom alebo kontinuálnom výrobnom procese v prítomnosti inertnej prísady vybranej zo skupiny karbidov, nitridov či bóridov v množstve 1 až 100 g na
1 kg sklárskeho alebo prírodného materiálu.
2. Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že frekvencia mikrovlnného žiarenia sa volí v pásmach 1 až 100 MHz alebo do 500 MHz do 10 GHz.
3. Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov podľa nároku 1 a 2, v y z n a čujúci sa tým, že frekvencia mikrovlnného žiarenia je 27 MHz alebo 896 MHz, alebo 915 MHz, alebo
2 450 MHz a množstvo inertnej prísady je 5 až 50 g na 1 kg sklárskeho prírodného materiálu.
4. Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov podľa nároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že prísada je vybraná zo skupiny karbidov wolfrámu - WC, kremíka - SiC, boru - B4C, titánu -TiC alebo nitridov vanádu - VN, boru - BN, kremíka -Si3N4 alebo boridov titánu - TiB2, nióbu - NB2, vanádu -VB2, wolfrámu - WB2, zirkónu - ZrB2 alebo hliníka - A1B2, alebo ich zmesí.
5. Spôsob tepelného spracovania sklárskych materiálov a prírodných materiálov podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že sklárskym materiálom sú sklenené črepy z bežného odpadového skla všetkého druhu alebo sklárske kmene všetkého druhu, alebo zmesi sklenených črepov a sklárskych kmeňov všetkého druhu a prírodným materiálom je čadič, žula, mramor, andezit, sienit a ostatné materiály absorbujúce mikrovlnné žiarenie.
6. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu podľa bodu 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že sa skladá z mikrovlnnej pece obsahujúcej vonkajší plášť (8.2) vybavený vekom (10) a vnútorný plášť (8.1) a najmenej jeden mikrovlnný generátor (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) s dvojitou emisiou s výkonom 0,1 až 1 kW na 1 kg sklárskeho materiálu umiestnený v podstate v medzipriestore medzi vonkajším plášťom
SK 284512 Β6 (8.2) a vnútorným plášťom (8.1) a vaničku (2) umiestnenú vnútri vnútorného plášťa (8.1).
7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa t ý m , že vnútorný priestor pece je vyložený izolačným žiaruvzdorným materiálom odolávajúcim teplotám až do 1 750 °C, napríklad z oxidu hlinitého - korundu či oxidu kremičitého - kremeňa.
8. Zariadenie podľa jedného z nárokov 6 a 7, v y značujúce sa t ý m , že veko (10) je vybavené najmenej jedným bezpečnostným mechanickým spínačom (9.1 a 9.2) a hrdlom (7) vybaveným bezkontaktným infračerveným snímačom (5), ktorého signál napojený na teplomer a regulátor teploty (6) s mikroprocesorom na riadenie mikrovlnného generátora.
9. Zariadenie podľa nároku 6až 8, vyznačujúce sa tým, že vanička (2) pece je vybavená spodným alebo bočným výpustom (13).
10. Zariadenie podľa nárokov 6až 9, vyznačujúce sa tým, že vonkajší plášť (8.2) je vybavený transportnými kolesami (14).
SK1690-2001A 1999-06-17 2000-06-12 Spôsob a zariadenie na tepelné spracovanie sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu SK284512B6 (sk)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992185A CZ289191B6 (cs) 1999-06-17 1999-06-17 Způsob tavení sklářských materiálů a sklářská pec k jeho provádění
CZ2000968A CZ289193B6 (cs) 2000-03-17 2000-03-17 Způsob tavení sklářských materiálů a sklářská pec k jeho provádění
CZ20001935A CZ288978B6 (cs) 2000-05-25 2000-05-25 Způsob tepelného zpracování přírodních materiálů vulkanického původu
PCT/CZ2000/000042 WO2000078684A1 (en) 1999-06-17 2000-06-12 Method and apparatus for heat treatment of glass materials and natural materials specifically of volcanic origin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK16902001A3 SK16902001A3 (sk) 2002-06-04
SK284512B6 true SK284512B6 (sk) 2005-05-05

Family

ID=27179642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1690-2001A SK284512B6 (sk) 1999-06-17 2000-06-12 Spôsob a zariadenie na tepelné spracovanie sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6938441B1 (sk)
EP (1) EP1228008B1 (sk)
JP (1) JP2003519612A (sk)
KR (1) KR20020021644A (sk)
AT (1) ATE259336T1 (sk)
DE (1) DE60008285T2 (sk)
MX (1) MXPA01013022A (sk)
NO (1) NO20016126L (sk)
PL (1) PL193607B1 (sk)
PT (1) PT1228008E (sk)
SK (1) SK284512B6 (sk)
WO (1) WO2000078684A1 (sk)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ291581B6 (cs) 2001-11-16 2003-04-16 Ústav chemických procesů Akademie věd ČR Způsob homogenizace taveniny a zařízení k provádění tohoto způsobu
US6909075B2 (en) 2002-09-20 2005-06-21 Leroy Eclat Ag Method and apparatus for heat treatment of raw materials
WO2006059576A1 (ja) * 2004-12-01 2006-06-08 Nippon Sheet Glass Company, Limited ガラスの製造方法とガラス製造装置
PL209165B1 (pl) * 2005-11-03 2011-07-29 Aton Ht Społka Akcyjna Sposób utylizacji materiałów zawierających azbest i urządzenie do utylizacji materiałów zawierających azbest
US20070220922A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Bauer Jon F Method for making glass fibers
US20080028989A1 (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Scott Kevin Palm Process for removing organic contaminants from non-metallic inorganic materials using dielectric heating
WO2008116122A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-25 World Minerals, Inc. Mineral ore expanion using microwave energy
US7802451B2 (en) * 2007-08-15 2010-09-28 Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research Manufacturing device for producing mineral fibers from incinerator ashes and its plasma-vitrified slag
US20090217705A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Filippov Andrey V Temperature control of glass fusion by electromagnetic radiation
US10364176B1 (en) 2016-10-03 2019-07-30 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass precursor gel and methods to treat with microwave energy
US10427970B1 (en) 2016-10-03 2019-10-01 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass coatings and methods to deposit same
US10479717B1 (en) 2016-10-03 2019-11-19 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass foam
US11319235B2 (en) * 2019-10-01 2022-05-03 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing process
DE102021112145A1 (de) 2021-05-10 2022-11-10 Technische Universität Bergakademie Freiberg Verfahren zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Glas mittels Mikrowellenstrahlung im Einlegebereich

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673288A (en) * 1970-09-17 1972-06-27 Dolomite Brick Corp Of America Microwave method for tempering tar-bonded refractory bricks
US4126651A (en) * 1975-09-02 1978-11-21 Valentine Match Plate Company Production of plaster molds by microwave treatment
GB1589466A (en) * 1976-07-29 1981-05-13 Atomic Energy Authority Uk Treatment of substances
US4219361A (en) * 1978-06-09 1980-08-26 Special Metals Corporation Method of improving the susceptibility of a material to microwave energy heating
US4399544A (en) * 1980-06-27 1983-08-16 Energy Fibers Int'l. Corp. High temperature electronic furnace apparatus and methods of operation
JPH01183432A (ja) * 1988-01-18 1989-07-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 石英ガラス管の加熱方法
FR2633377B1 (fr) 1988-06-27 1990-08-31 Commissariat Energie Atomique Procede et installation de fusion par micro-ondes d'un materiau corrosif a chaud
JPH077102B2 (ja) * 1988-10-21 1995-01-30 動力炉・核燃料開発事業団 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法
FR2672044B1 (fr) * 1991-01-25 1993-10-01 Saint Gobain Vitrage Internal Procede pour l'emaillage d'un substrat en verre et composition d'email utilisee.
JP3036574B2 (ja) * 1994-06-24 2000-04-24 節一 笠井 廃棄物を原料とするセラミックスの製造方法
DE19541133A1 (de) * 1995-10-29 1997-04-30 Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof Phosphatglasschmelzverfahren
GB9600895D0 (en) 1996-01-17 1996-03-20 Coutts Duncan R Improved method and apparatus for melting a particulate material
FR2747672B1 (fr) 1996-04-23 1998-05-15 Commissariat Energie Atomique Procede et four de fusion homogene par micro-ondes a oscillation d'ondes stationnaires pour la vitrification de materiaux
US6408649B1 (en) * 2000-04-28 2002-06-25 Gyrotron Technology, Inc. Method for the rapid thermal treatment of glass and glass-like materials using microwave radiation

Also Published As

Publication number Publication date
PL193607B1 (pl) 2007-02-28
NO20016126L (no) 2002-02-12
DE60008285D1 (de) 2004-03-18
DE60008285T2 (de) 2004-12-16
WO2000078684A1 (en) 2000-12-28
EP1228008A1 (en) 2002-08-07
JP2003519612A (ja) 2003-06-24
KR20020021644A (ko) 2002-03-21
PL352861A1 (en) 2003-09-08
PT1228008E (pt) 2004-06-30
ATE259336T1 (de) 2004-02-15
EP1228008B1 (en) 2004-02-11
US6938441B1 (en) 2005-09-06
SK16902001A3 (sk) 2002-06-04
MXPA01013022A (es) 2003-08-20
NO20016126D0 (no) 2001-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK284512B6 (sk) Spôsob a zariadenie na tepelné spracovanie sklárskych materiálov a prírodných materiálov, zvlášť vulkanického pôvodu
US6512216B2 (en) Microwave processing using highly microwave absorbing powdered material layers
US20050268656A1 (en) Poly-crystalline compositions
WO1998045654A9 (en) Process and apparatus for the preparation of thick-walled ceramic products
CA2466765A1 (en) Method and apparatus for melting metals
JP5383688B2 (ja) ケイ素を製造する方法及び装置
SE520817C2 (sv) Sätt och anordning för smältning av glasmaterial
RU2267464C2 (ru) Способ и аппарат для тепловой обработки стеклянных материалов и природных материалов, особенно материалов вулканического происхождения
CZ9902185A3 (cs) Způsob a zařízení ke zpracování sklářských materiálů
CZ2000968A3 (cs) Způsob tavení sklářských materiálů a sklářská pec k jeho provádění
WO2005027575A3 (en) Method of microwave processing ceramics and microwave hybrid heating system for same
Mandal et al. Microwave Preparation of SiO2-B2O3-Na2O-K2O-CaO-Fe2O3-TiO2 Glass System
CZ20001935A3 (cs) Způsob tepelného zpracování přírodních materiálů vulkanického původu
CN105779694B (zh) 一种加热钢液的方法
CN101007704A (zh) 一种有色石英玻璃管的制造方法
CN109320078A (zh) 一种高温烤花高硼硅玻璃餐具的生产方法
Grigoras et al. High Mechanical Strength Cellular Glass-Ceramic Manufactured in Microwave Field Using Blast Furnace Slag and Glass Waste
CN208505013U (zh) 一种陶瓷器皿微波烧成装置
Bessmertnyi et al. Energy-Saving Technology for Irisation of Glass Articles
Shakhov Self-propagating crystallization in the synthesis of glass ceramics based on ash-slag waste
WO2024018479A1 (en) A process of glass melting in microwave heating using metallic crucible made up with platinum or its alloy
CA2278099C (en) Process for casting and forming slag products
JPS6219364B2 (sk)
JPS55158135A (en) Glass melting method and its furnace
KR20190023005A (ko) 펄라이트 및 팽창 질석 제조 장치