CS232291B1

CS232291B1 - A method of continuous first firing a red copper glaze and a furnace for carrying out the process

Info

Publication number: CS232291B1
Application number: CS835766A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Kuzelka; Herbert Wilguny; Pavel Zatloukal; Josef Hromada; Jiri Vohralik; Miroslav Remes
Original assignee: Vaclav Kuzelka; Herbert Wilguny; Pavel Zatloukal; Josef Hromada; Jiri Vohralik; Miroslav Remes
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS576683A1

Abstract

Vynáles se týká oboru výroby skla a řeší problém sdobicí techniky skla difúsí iontů mědi do povrchu, tsv. lasurováním. Podstata kontinuálního výpaly spočívá v tom, Se během výpalu ee ssbrenuje přímému styku předmětů s oběhovou pecní atmosférou, visualně se sjištují směny barvy nanesená lasurovací směsi v nejméně dvou horisontálních vrstvách v předdífúsní a difúsní oblasti a podle sjištšných směn ee reguluje rychlost pohybu předmětů, načet besprostředně sa difúsní oblastí se difúse ukončí náhlým schlasením předmětů. Pec je po celé dálce tunelu vybavena auflí a v předdífúsní a difúsní oblasti nejméně dvěma průsory ústícími do oufle. Ka konci difúsní oblasti a na počátku chladicí oblasti ústí do oběhového prostoru přívodní kanály a odvodní kanály chladicího vsduchu.The invention relates to the field of glass production and solves the problem of glass decoration techniques by diffusing copper ions into the surface, the so-called glazing. The essence of continuous firing is that during firing, direct contact of objects with the circulating furnace atmosphere is ensured, color changes of the applied glazing mixture in at least two horizontal layers in the pre-diffusion and diffusion areas are visually detected and, according to the detected changes, the speed of movement of objects is regulated, starting directly from the diffusion area, diffusion is terminated by sudden cooling of the objects. The furnace is equipped with a fan along the entire length of the tunnel and with at least two openings opening into the fan in the pre-diffusion and diffusion areas. At the end of the diffusion area and at the beginning of the cooling area, supply channels and exhaust channels of cooling air open into the circulating space.

Description

Vynález se týká způsobu kontinuálního prvního výpalu červené měděné lazury, při kterém se předměty opatřené na povrchu vrstvou směsi seátévajicl z okru, síranu měňnatého a vody zahřívají postupně až na teplotu 500 až 750 °C, čímž se nahradí ionty alkálil ionty mědi, která difundují do skle. Vynález se týká táž pece k provádění způsobu, zahrnující nekončitý pásový dopravník pro předměty, tvořící dno tunelu sestávajícího z postupných sekcí vybavených topnými prostředky, prostředky k vyvozování oběhu pecní atmosféry a prostředky k odtahování plynných produktů vznikajících při výpalu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the first firing of a red copper glazing in which articles coated with ocher, cupric sulphate and water are heated successively up to 500 to 750 ° C, replacing the alkali metal ions with copper ions glass. The invention relates to the same furnace for carrying out the method, comprising an endless belt conveyor for articles forming the bottom of a tunnel consisting of successive sections equipped with heating means, means for generating a circulation of the furnace atmosphere and means for withdrawing gaseous products resulting from firing.

Jednu ze zušlechťovacích technik skla představují lazury podle B. Egermenna, která se vytvářejí nanášením suspense obsahující kovové soli, jmenovitě soli stříbra nebo mědi, a jejich speciálním výpalem. Barevná vrstva se potom odstraňuje obrušovénim a vytvářejí se dekory žádaného vzoru, jak je popsáno např. v publikaci Bachtíka a Pospíchala Zušlechťování skla (SNTL 1964) na str. 186 až 197. Měděná červená lazura se vytváří nanesením směsi okru a síranu měňnatého a trojím výpalem. Při prvním výpalu se nahradí ionty alkálil ionty mědi ze směsi a tyto difundují do povrchu skla, které se zbarví žlutě. Druhým redukčním výpalem se redukují ionty mědi na kovovou měň a posledním třetím výpalem nastává shlukování částic do velikosti koloidů, která se projeví červeným zabarvením.One of the glass refining techniques is B. Egermenna's glazes, which are formed by applying a suspension containing metal salts, namely silver or copper salts, and their special firing. The colored layer is then removed by abrasion and decors of the desired pattern are produced, as described, for example, in Bachtík and Pospíchal Glass Refining (SNTL 1964) on pages 186-197. . In the first firing, the alkali metal ions are replaced by copper ions from the mixture and these diffuse into the glass surface, which turns yellow. The second reduction firing reduces the copper ions to the metal copper and the last third firing is the agglomeration of particles to the colloid size, which is manifested by a red coloration.

Dosud se všechny výpaly prováděly postupně a přetržitě v komorových pecích. Tento postup a pece k jeho provádění mají některé nevýhody, zejména při prvním výpalu, který je technologicky velmi náročný, zejména pokud jde o tlaky, průběh teploty, která se zvyšuje až do maxima vyššího než je teplota měknutí skla, a proudění atmosféry v peci. I při malých odchylkách od žádaných hodnot vzniká nepoužitelný výmět. Přetržitý výpal je náročný na spotřebu energie, zakládání a vykládání je spojeno s pracnou manipulací a únik oxidů síry zhoršuje pracovní prostředí.So far, all firings have been carried out gradually and intermittently in chamber furnaces. This process and the furnaces therefor have some drawbacks, in particular for the first firing, which is technologically very demanding, particularly in terms of pressures, a temperature curve that rises up to a maximum higher than the glass softening point, and a furnace atmosphere flow. Even with small deviations from the setpoints, an unusable discard is generated. Discontinuous firing is energy intensive, loading and unloading is associated with laborious handling, and the release of sulfur oxides worsens the working environment.

V DOS č. 28 34 845 je popsán způsob povrchového barvení skla mědí, založený táž na výměně iontů, při němž se výpal provádí v tunelové peci, nejprve v neredukční a potom v redukční atmosféře. Předměty se ukládají jako víčka na kovová nádoby obsahující prášková uhlí.DOS 28 34 845 describes a method of surface coloring of copper glass, based on the same ion exchange process, in which the firing is carried out in a tunnel furnace, first in a non-reducing and then in a reducing atmosphere. The articles are deposited as caps on metal containers containing pulverized coal.

Postup se nehodí pro klasické lazurování předmětů užitkového skla různých tvarů, protože je určen především pro čočky zejména z technických borosilikátových skel a používá se jiného než klasického složení lazurovacl směsi, obsahujícího vedle síranu měňnatého táž sirník měňnatý, chlorid mědný a sillimanit.The process is not suitable for the classic glazing of utility glass articles of various shapes, since it is primarily intended for lenses, in particular of technical borosilicate glasses, and uses a composition other than the classic glazing composition containing the same copper sulphide, copper chloride and sillimanite.

Ve sklářském průmyslu se používá tunelových pecí především k chlazení výrobků, v nichž se výrobky postupně zahřívají až na horní chladicí teplotu kolem 550 °C, po výdrži se pomalu ochlazují až na dolní chladicí teplotu a potom se rychleji dochlazují na teplotu okolí.In the glass industry, tunnel ovens are used primarily to cool products in which the products are gradually heated up to an upper cooling temperature of about 550 ° C, after cooling they slowly cool down to the lower cooling temperature, and then cool more quickly to ambient temperature.

Pece zahrnují nekončitý pásový dopravník pro výrobky, tvořící dno tunelu sestávajícího z postupných sekcí, která jsou podle potřeby vybaveny topnými prostředky a prostředky k vyvozování oběhu pecní atmosféry, jak je popsáno a vyobrazeno např. v čs. patentu č. 136 741 nebo pat. spise USA č. 3 809 544. Jsou známy táž nepřetržitě pracující pece na výpaly barevných lietrů, povlaků z drahých kovů apod., v nichž probíhá se zvětšující se teplotou postupná těkání organických složek, slinování povlaku a jeho spojení s povrchem skla. Vý- ' robky se po výpalu ochlazují obdobně jako v chladicích pecích. U vypalovacích pecí jsou však navíc prostředky k odtahování plynných produktů vznikajících při výpalu, jak je popsáno např. v pat. spise USA č. 3 388 899, kde se zplodiny výpalu dokonce pomocí hořáků spalují. Ani tyto pece nevyhovují technologii prvního výpalu červené mšdšná lazury.The furnaces comprise an endless belt conveyor for the products forming the bottom of the tunnel consisting of successive sections, equipped as necessary with heating means and means for inducing a circulation of the furnace atmosphere, as described and illustrated, e.g. No. 136,741 or U.S. Pat. U.S. Pat. No. 3,809,544. The same continuous-fired furnaces for the burning of color liqueurs, precious metal coatings, and the like are known, in which the gradual volatilization of organic components, sintering of the coating and its bonding to the glass surface take place. The products are cooled after firing in a manner similar to cooling furnaces. In kilns, however, there are additionally means for withdrawing the gaseous products resulting from the firing, as described, for example, in U.S. Pat. U.S. Pat. No. 3,388,899, where the combustion products are even burnt by means of burners. Even these furnaces do not comply with the technology of the first firing of a red bold glazing.

Uvedená nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem výpalu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že během výpalu se zabraňuje přímému styku předmětů s oběhovou pecní atmosférou, vizuálně se zjišťují změny barvy nanesená lazurovacl směsí v nejméně dvou horizontálních vrstvách v předdifúzní a difúzní oblasti a podle zjištěných změn se reguluje rychlost pohybu předmětů, načež bezprostředně za difúzní oblastí se difúze ukonči náhlým zchlazením předmětů. Toto se docílí v peci v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pec je po celá dálce tunelu vybavena mufll a v předdifúzní a difúzní oblasti nejméně dvěma průzory vzdálenými navzájem 50 až 100 cm a ústícími do mufle. Ne-konci difúzní oblasti a na počátku chladicí oblasti ústí do oběhového prostoru přívodní a odvodní kanály chladicího vzduchu.The above-mentioned disadvantages are eliminated or substantially reduced by the firing method according to the invention, which consists in preventing direct contact of the objects with the circulating furnace atmosphere during the firing, visually detecting the color changes applied by the glazing mixture in at least two horizontal layers in the pre-diffusion and diffusion regions; according to the detected changes, the velocity of the movement of the objects is regulated, and immediately after the diffusion zone the diffusion is terminated by sudden cooling of the objects. This is achieved in a furnace according to the invention, characterized in that the furnace is equipped with a muffle over the entire distance of the tunnel and in the pre-diffusion and diffusion zone with at least two visors 50 to 100 cm apart and opening into the muffle. At the end of the diffusion zone and at the beginning of the cooling zone, the cooling air inlet and outlet channels enter the circulation space.

Muflí se v peci při výpalu udržuje žádoucí parciální tlak vyšší než atmosférický a zabraňuje se nežádoucímu proudění pecní atmosféry kolem předmětů určených k výpalu. Postupné sledování barvy nanesené směsi na více místech umožňuje zjiátovat momentální stav difúze a regulací pohybu načasovat ve vhodnou dobu její skončení náhlým ochlazením pomocí kanálů. Tím se též vyloučí nebezpečí tvarové deformace předmětů. Celkovým výsledkem je podstatné zrychlení vypalovacího procesu, jeho opakovatelná reprodukce, které se projeví ve stejnoměrnosti zabarvení a celkovém zvýšení kvality při snížení výmětu a zlepšení zdravotních podmínek práce pro obsluhu.The muffle in the furnace during firing maintains the desired partial pressure higher than atmospheric and prevents unwanted flow of the furnace atmosphere around the firing objects. The gradual monitoring of the color of the deposited mixture at multiple locations makes it possible to detect the current state of diffusion and, by regulating the movement, timing its end at a suitable time by sudden cooling through the channels. This also avoids the risk of shape deformation of the objects. The overall result is a substantial acceleration of the firing process, its reproducible reproduction, which results in uniform coloration and an overall improvement in quality while reducing discards and improving health conditions for the operator.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky Znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1 nárysný pohled na pec, obr. 2 graficky znázorněný průběh teplot v peci, obr. 3 bokorysný řez pecí v rovině A-A z obr. 1 a obr. 4 částečný podélný řez pecí.An exemplary embodiment of the invention is described below and schematically shown in the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a front view of the furnace; Fig. 2 is a graphical representation of the temperature curve in the furnace; 4 shows a partial longitudinal section through the furnace.

Pec i (obr. 1) o délce asi 16 m zahrnuje nekončitý pásový dopravník 2, jehož hnací válec J je připojen na pohonnou jednotku £ s převodovkou 2· Dopravník 2 vyčnívá z pece 2 na zakládacím konci 6 a vykládacím konci 2 a prochází tunelem 8, který sestává z dvanácti samostatných postupných sekcí I až XII. přičemž sekce i a II tvoří předhřívací oblast 2, sekce III a IV předdifúzní oblast 10. sekce V a VI difúzní oblast 11 a sekce VII až XII chladicí oblast 22· 7 tunelu 8 je po celé délce uložena mufle 13 <obr. 3) a mezi ní a vnitřní stěnou tunelu 8 je oběhový prostor 21· Každá z dvanácti postupných sekcí I až XII je v klenbě vybavena oběhovým ventilátorem 15 pecní atmosféry, zasahujícím do oběhového prostoru 11 termočlánkem 16 ke sledování teploty, zasahujícím do mufle 13 a pyrometrem 21 zasahujícím do oběhového prostoru 21· V každé z prvních šesti postupných sekcí I až 71 je z mufle 1^ klenbou vyveden nad pec 2 odtahový komínek 18 napojený příčným spojovacím kanálkem 19 přes regulační klapku 20 na společný podélný odtahový kanál 21 produktů spalování, na který je napojen odtahový ventilátor 22 umístěný za sekcí 71. V postupných sekcích I až IX jsou v každé z nich umístěny v oběhovém prostoru 14 topné články 23. v postupných sekcích V a 71. případně též III a 17. jsou v bočných stěnách tunelu § průzory 24 ústící do mufle 21· Průzory 24 jsou vzdáleny od sebe navzájem 50 až 100 cm a jsou dimenzovány a umístěny tak, aby umožňovaly sledování předmětů ve více horizontálních vrstvách zejména pro případ, že se výrobky kladou na dopravník 2 ve více vrstvách nad sebou. V postupných sekcích VI a VII jsou umístěny v každé z nich nejméně jeden přívodní kanál 25 a odvodní kanál 26 chladicího vzduchu.The furnace 1 (FIG. 1), about 16 m in length, comprises an endless belt conveyor 2 whose drive roller J is connected to a drive unit 6 with a gearbox 2. The conveyor 2 projects from the furnace 2 at the loading end 6 and the unloading end 2 and passes through tunnel 8 , which consists of twelve separate sequential sections I to XII. wherein sections I and II form a preheating region 2, sections III and IV a pre-diffusion region 10, sections V and VI a diffusion region 11, and sections VII to XII a cooling region 22 · 7 of the tunnel 8 a muffle 13 is disposed along its entire length. 3) and between it and the inner wall of the tunnel 8 there is a circulation space 21 · Each of the twelve successive sections I to XII is equipped in the arch with a furnace atmosphere circulation fan 15 extending into the circulation space 11 thermocouple 16 monitoring temperature extending into muffle 13 and pyrometer In each of the first six successive sections I to 71, an exhaust chimney 18 is connected from the muffle 1 through a vault above the furnace 2, connected via a transverse connecting duct 19 via a regulating flap 20 to a common longitudinal exhaust duct 21 of combustion products. the exhaust fan 22 located behind the section 71 is connected. In the successive sections I to IX, in each of them there are placed heating elements 23 in the circulation space 14 in the successive sections V and 71. eventually also III and 17 are in the side walls of the tunnel The apertures 24 are spaced 50 to 100 cm apart and are dimensioned and positioned so as to allow the tracking of objects in multiple horizontal layers, especially in the case of placing the products on the conveyor 2 in multiple layers one above the other. In successive sections VI and VII, at least one inlet duct 25 and a cooling air duct 26 are arranged in each of them.

První výpal lazury probíhá následovně:The first glaze firing is as follows:

Výrobky natřená lazurovací směsí se kladou na zakládacím konci £ pece 2 (obr. 1) na dopravník 2 nebo ve více vrstvách na perforované plechy. Postupují pecí 2 rychlostí asi 5 cm/πίη a jsou zahřívány podle stanovené vypalovací křivky (obr. 2). Oběhové ventilátory 15 vhánějí do oběhového prostoru 14 vzduch, který se v postupných sekcích J až 71. případně též VII až IX topnými články 23 ohřívá a předává teplo mufli 13. která ohřívá předměty. Vzduch z oběhového ventilátoru 15 proudí ve směru šipek a po oběhu mufle 13 je nasáván zpět do středu rotoru oběhového ventilátoru 15. Průzory 24 v difúzní oblasti 21» případně již v předdifúzní oblasti 10. obsluha sleduje zrakem stav výpalu, hlavně stav difúze, které se projevuje charakteristickými tmavými pruhy na lazurovací směsi. Podle toho, kde se pruhy objevují, mé obsluha možnost změnit rychlost pásového dopravníku 2 ^ε tím urychlit nebo zpomalit difúzi, zároveň sleduje obsluha množství vyvíjejících se plynných produktů vznikajících při výpalu a podle toho regulačními klapkami 20 upravovat jejich odsávání pomocí odtahového ventilátoru 22. 7 difúzní oblasti 21» Které je zónou nejvyšších teplot, dojde k difúzi, načež se předměty nejprve mírně a potom náhle zchladí (obr. 2), aby se ukončila difúze a nedošlo k deformaci předmětů, které byly zahřátý nad bod měknutí skla. Průběh a stupeň ochlazení se reguluje přívodními kanály 25 a odvodními kanály 26 chladicího vzduchu v postupných sekcích VI a VII. Dále se předměty chladí podle nastavené chladicí křivky v chladicí oblasti 12 jednak tím, ie se již neohřívají, jednak chladným vzduchem nasávaným dovnitř pece £ proti směru pohybu pásového dopravníku 2 ® vykládacího konce X, v němž se předměty odebírají.The products coated with the glazing composition are laid on the conveyor end 2 of the furnace 2 (FIG. 1) on a conveyor 2 or in multiple layers on perforated sheets. They advance through the furnace 2 at a rate of about 5 cm / πίη and are heated according to a specified firing curve (Fig. 2). The circulation fans 15 inject air into the circulation space 14, which is heated in successive sections J to 71 and possibly VII to IX by heating elements 23 and transfers heat to the muffle 13 which heats the objects. The air from the circulating fan 15 flows in the direction of the arrows and after the circulating muffle 13 is sucked back into the center of the rotor of the circulating fan 15. Visors 24 in the diffusion zone 21 »or already in the pre-diffusion zone 10. is characterized by characteristic dark stripes on glazing mixtures. Depending on where the stripes appear, mine operator can change the speed of the conveyor belt 2 ^ε thereby accelerate or retard the diffusion, simultaneously monitors the operation amount of evolving gaseous products formed during the firing, and accordingly control flaps 20 adjust the suction using the suction fan 7 22nd diffusion The zone 21, which is the zone of the highest temperatures, diffuses, whereupon the objects are first cooled slightly and then suddenly cooled (Fig. 2) to terminate the diffusion and not to deform the objects that have been heated above the glass softening point. The course and degree of cooling is regulated by the inlet ducts 25 and the cooling air ducts 26 in successive sections VI and VII. Furthermore, the objects are cooled according to the set cooling curve in the cooling zone 12, on the one hand, since they no longer heat up, and on the other hand with the cold air sucked into the furnace 6 against the direction of travel of the conveyor belt 2 of the unloading end X in which the articles are removed.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

CLAIMS 1. A method of continuously firing a red copper glazing in which articles coated with a surface consisting of ocher, cupric sulphate and water are gradually heated to a temperature of 500 to 750 ° C, replacing the alkali ions with copper ions which diffuse into the surface. glass, characterized in that during firing, direct contact of the objects with the circulating furnace atmosphere is prevented, the color changes applied by the glazing mixture are visually detected in at least two horizontal layers in the pre-diffusion region and in the diffusion region; Immediately from the diffusion regions, diffusion is terminated by suddenly cooling the objects.

2. A furnace for carrying out the method according to claim 1, comprising a conveyor belt for articles forming the bottom of a tunnel consisting of successive sections equipped with heating means, means for generating a furnace atmosphere circulation and means for withdrawing the gaseous products resulting from firing. a tunnel (8) equipped with a muffle (13) and in the pre-diffusion area (10) and diffusion area (11) with at least two visors (24) spaced 50 to 100 cm apart and opening into the muffle (13), and at the beginning of the cooling zone (12), the inlet ducts (25) and the cooling air outlet ducts (26) open into the circulation space (14).