Verfahren zum Schmelzen von Glas in einem elektrischen Ofen. Es ist bereits bekannt, bei elektrischen Glasöfen einen elektrischen Wechselstrom zwischen Elektroden, die längs gegenüber stehender Seitendes Ofeninneren angebracht sind, durch das Glasbad zu schicken, welches selbst den Heizwiderstand für den elektri schen Strom bildet. Da die Stromwärme. die in jedem Teil der Badflüssigkeit entwickelt wird, dem Quadrat der Stromdichte propor tional ist, wird der grösste Teil der Wärme in Zonen erzeugt werden, die die wirksamen Flächen der Elektroden umgeben und sich in der Nähe dieser Flächen befinden. Ein Mindestmass von Wärme wird im Bade in einer zwischen den Elektrodenzonen befind lichen Zone gebildet.
Diese ungleichmässige Verteilung der Stromwärme verursacht im Bade u. a. zwei Wärmekonvektionsströme oder Wirbel mit entgegengesetzten Drehrich tungen. Die Badflüssigkeit steigt an den ent gegengesetzten Seitenwänden des Ofens bezw. an den darauf angebrachten Elektroden empor und setzt dann in .der Richtung nach der Mitte des Ofens hin und hinunter längs der längslaufenden vertikalen Mittelebene des Ofens ihre Bahn fort und kehrt von dort gegen die respektiven Seitenwände oder Elektroden usw. zurück.
Gewöhnlich pflegt man am Boden des Ofens eine Zapfstelle in solcher Lage anzuordnen, dass sie von der obenerwähnten Mittelebene geschnitten wird. Wenn geschmolzenes Glas durch die Zapf stelle abgelassen wird, besteht die Gefahr, dass die hinuntergehenden gonvektionsströme ungeschmolzenes Material und Glas, welches noch nicht raffiniert worden ist, sowie Luft blasen von der Oberfläche des Bades mit reissen können, wodurch die Qualität des ab gelassenen Glases verschlechtert werden kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den genannten Nachteil zu beseitigen und die Qualität des abgelassenen Glases zu verbes sern. Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass dem Mittelteil des Bades durch mindestens eine in diesem Badteil angeordnete Elektrode zusätzlich Strom zugeführt wird, zum Zwecke, in der Badmitte eine möglichst schwache Strömung nach unten oder sogar eine hinaufsteigende Strömung zu erhalten.
Es ist zweckmässig, den zusätzlichen Strom bei einem Mittelniveau zuzuführen, das höchstens das gleiche ist wie das Mittel niveau der Stromzufuhr an den Seiten des Bades. Was unter Mittelniveau zu verstehen ist, wird im folgenden näher erläutert.
In beiliegender Zeichnung ist in Fig. 1 ein Querschnitt durch einen bekannten Glas schmelzofen und sind in Fig. 2 bis 6 Aus führungsbeispiele von zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Glasschmelzöfen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 2 einen Schnitt durch einen Ofen nach der Linie 2-2 in Fig. 3, in grösserem Massstab, Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 ; Fig. 4, 5 und 6 zeigen Querschnitte durch abgeänderte Ausführungsformen.
Im Ofen nach Fig. 1 fliesst die Bad flüssigkeit 6 bei Betrieb in der Nähe der Seitenwände 7a, 7b des Ofens oder in un mittelbarer Nähe der Elektroden 2a und 2b aufwärts, dann in Richtung nach der Mitte des Ofens hin und hinunter längs der ver tikalen Mittelebene A -B, so dass die Gefahr besteht, dass urgeschmolzenes Beschickungs material aus der schwimmenden Schicht 4 hinuntergeführt und durch die Zapfstelle 3 abgelassen wird. Von hier aus trennen sich die Könvektionsströme wieder voneinander und kehren in entgegengesetzten Richtungen gegen die Seitenwände 7a und 7b bezw. die Seitenelektroden 2a und 2b zurück.
In den Fig. 2 und 3 sind drei zentrale Elektroden 5 in der Ebene A/B-C/D, die die Mittelebene des Ofens darstellt, parallel zu den Seitenelektroden 2a, 2b aufgehängt.
Die wirksamen Flächen der Mittelelektro den 5 besitzen ein Mittelniveau (vgl. die Linie 3-3), das praktisch genommen das gleiche ist wie das Mittelniveau der entspre chenden Flächen der Seitenelektroden 2a und 2b. Mit "Mittelniveau" wird hierbei eine hori zontale Ebene durch den Schwerpunkt der wirksamen Oberfläche der betreffenden Elek trode verstanden.
Die Mittelelektroden besitzen einelektri sches Potential, das sich von denjenigen der Seitenelektroden unterscheidet. Ein Span nungsunterschied kann z. B. durch Verwen dung von Dreiphasenstrom erzielt werden, wobei eine Phase an je eine Seitenelektrode bezw. die Seitenelektroden derselben Seite und eine Phase an die Mittelelektrode bezw. die Mittelelektroden geschaltet ist. Wegen der Wärmeentwicklung um die Elektroden 5 herum werden die in Fig. 1 gezeigten, nach unten gerichteten Konvektionsströme la und lb gebremst, oder aber sie hören auf oder werden sogar durch hinaufsteigende Konvek- tionsströme ersetzt.
In dieser Weise kann vermieden werden, dass das durch die Zapf stelle 3 abgelassene geschmolzene Glas mit festen Teilchen und Luftblasen vermischtist.
Nach Fig. 4 sind zwei Seitenelektroden 2a, <B>21)</B> und zwei Mittelelektroden 5a, 5b vorhan den, welche letzteren beiderseits der Mittel ebene AB symmetrisch angeordnet sind. Alle vier Elektroden besitzen verschiedenes elek trisches Potential. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Wechselstromquelle Vier- Phasenstrom liefern, wobei jede Phase an eine der Elektroden angeschlossen ist. Die zen tralen Elektroden sind zweckmässigerweise so dicht aneinander angebracht, dass zwischen ihnen keine schädlichen Konvektionsströme entstehen können.
Eine oder sämtliche der in Fig. 3 gezeig ten Mittelelektroden 5 können durch Elek- trodenpaare 5a, 5b ersetzt werden, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ragt die zentrale Elektrode 5 durch den Boden des Ofens hinauf und in das Bad so weit hinein, dass das Mittelniveau D-D ihrer wirksamen Flächen niedriger ist als das Mittelniveau C-C der entsprechenden Flä chen der Seitenelektroden 2a, 2b.
Gemäss Fig. 6 kann eine entsprechende Massnahme bei derartigen Ofen getroffen werden, bei denen die zentralen Elektroden als Paare 5a und 5b gruppiert sind.
Method of melting glass in an electric furnace. It is already known, in electric glass furnaces, to send an alternating electric current between electrodes which are mounted along opposite sides of the furnace interior through the glass bath, which itself forms the heating resistor for the electric current. As the electricity heat. which is developed in each part of the bath liquid, which is proportional to the square of the current density, most of the heat will be generated in zones which surround the active areas of the electrodes and are in the vicinity of these areas. A minimum amount of heat is generated in the bath in a zone located between the electrode zones.
This uneven distribution of the electricity heat causes u in the bath. a. two heat convection currents or eddies with opposite directions of rotation. The bath liquid rises BEZW on the opposite side walls of the furnace. up on the electrodes attached to it and then continues its path in the direction towards the center of the furnace and down along the longitudinal vertical central plane of the furnace and from there returns against the respective side walls or electrodes, etc.
Usually, a tap is placed at the bottom of the furnace in such a way that it is intersected by the above-mentioned central plane. If molten glass is drained through the tap, there is a risk that the convection currents going down can drag unmelted material and glass that has not yet been refined, as well as air bubbles from the surface of the bath, thereby deteriorating the quality of the drained glass can be.
The present invention aims to eliminate the disadvantage mentioned and to improve the quality of the drained glass. The method according to the invention is characterized in that the central part of the bath is additionally supplied with current by at least one electrode arranged in this bath part, for the purpose of obtaining the weakest possible downward flow or even an ascending flow in the center of the bath.
It is appropriate to supply the additional current at a mean level that is at most the same as the mean level of the power supply on the sides of the bath. What is meant by middle level is explained in more detail below.
In the accompanying drawing, FIG. 1 shows a cross section through a known glass melting furnace and FIGS. 2 to 6 show exemplary embodiments of glass melting furnaces suitable for carrying out the method according to the invention, namely: FIG. 2 shows a section through a furnace along the line 2-2 in FIG. 3, on a larger scale, FIG. 3 a horizontal section along the line 3-3 in FIG. 2; 4, 5 and 6 show cross-sections through modified embodiments.
In the furnace of Fig. 1, the bath liquid 6 flows upwards when operating near the side walls 7a, 7b of the furnace or in the immediate vicinity of the electrodes 2a and 2b, then towards the center of the furnace and down along the vertical vertical Central plane A -B, so that there is a risk that the originally melted charge material is carried down from the floating layer 4 and drained through the tap 3. From here, the convection currents separate from each other again and turn in opposite directions against the side walls 7a and 7b respectively. the side electrodes 2a and 2b back.
In FIGS. 2 and 3, three central electrodes 5 are suspended in the plane A / B-C / D, which represents the central plane of the furnace, parallel to the side electrodes 2a, 2b.
The effective areas of the central electrons 5 have a central level (cf. the line 3-3) which is practically the same as the central level of the corresponding areas of the side electrodes 2a and 2b. "Middle level" is understood to mean a hori zontal level through the focus of the effective surface of the relevant electrode.
The center electrodes have an electrical potential different from that of the side electrodes. A voltage difference can, for. B. can be achieved by using three-phase current, with one phase BEZW on each side electrode. the side electrodes of the same side and a phase to the center electrode BEZW. the center electrode is switched. Because of the development of heat around the electrodes 5, the downwardly directed convection currents 1a and 1b shown in FIG. 1 are slowed down, or else they stop or are even replaced by ascending convection currents.
In this way, the molten glass discharged through the tap 3 can be prevented from being mixed with solid particles and air bubbles.
According to FIG. 4, there are two side electrodes 2a, 21) and two center electrodes 5a, 5b which are arranged symmetrically on both sides of the center plane AB. All four electrodes have different electrical potentials. For this purpose, for example, the alternating current source can supply four-phase current, each phase being connected to one of the electrodes. The central electrodes are expediently attached so close together that no harmful convection currents can arise between them.
One or all of the center electrodes 5 shown in FIG. 3 can be replaced by electrode pairs 5a, 5b, as will be described in connection with FIG. In the embodiment according to FIG. 5, the central electrode 5 protrudes through the bottom of the furnace and into the bath so far that the central level D-D of its effective areas is lower than the central level C-C of the corresponding areas of the side electrodes 2a, 2b.
According to FIG. 6, a corresponding measure can be taken in such furnaces in which the central electrodes are grouped as pairs 5a and 5b.