-
Herstellung von Glas oder glasartigen Stoffen im Wannenofen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf die fortlaufende Herstellung von Glas oder glasartigen
Stoffen in einem Wannenofen.
-
Bekanntlich erfolgt die Glasherstellung im Wannenofen in drei aufeinanderfolgenden
Zonen, und zwar findet in der ersten Zone die Bereitung des Rohglases durch Schmelzung
und durch die Reaktionen der Gemengebestandteile statt, in der folgenden Zone die
Entfernung der Gase zum Zwecke der Läuterung des Glases und in der dritten Zone
die Abkühlung des geschmolzenen Glases bis auf die für die Entnahme durch Gießen,
Schöpfen, Abgabe durch Speiser (Feeder) usw. geeignete Temperatur. Zur Herbeiführung
der hohen Temperatur, die zur Erzielung der Läuterung für die Entgasung des Glases
und die Entfernung der Gase notwendig ist, ist schon vorgeschlagen worden, in der
zweckmäßig ein besonderes Abteil bildenden Läuterzone besondere Heizmittel vorzusehen.
Insbesondere wurde bereits torgeschlagen, in dem Läuterabteil eine elektrische Heizung
durch joulesche Wärme mit eingetauchten Elektroden allein oder in Verbindung mit
einer Oberflächenheizung vorzunehmen. Die Elektroden können beispielsweise waagerecht
oder senkrecht in der Nähe der freien Oberfläche oder des Grundes des Bades vorgesehen
sein.
-
Die Erfindung bezweckt, alle rückläufigen Bewegungen
von
schon geläutertem Glas aus dem Läuterabteil in das Schmelzabteil oder von bereitsgekiihltein
Glas aus dem Abkühlungsabteil in das Läuterabteil zu verhindern. Diese rückläufigen
Bewegungen beeinträchtigen sonst die Qualität des Glases, indem sie nur eine ungeregelt-
Läuterung niglich machen, und verursachen einen unnützen Aufwand an Kalorien, der
dadurch höher ist, als es sonst die einfache Bereitung des Glases erfordert.
-
Bei einem zur fortlaufenden Herstellung von Glas dienenden, in mehrere
nacheinander folgende Abteile unterteilten Wannenofen, bei dem das oder die Läuterabteile
durch Joulesche Wärin; erhitzt werden, besteht die Erfindung darin, clal.i für den
Durchgang des geschmolzenen Glases von einem zum anderen Abteil ein oder mehrere
L'1>erfiihrurigskanäle vorgesehen werden, die in dein jeweils voraufgehenden Abteil
unter der freien Oberflache d:s in diesem befindlichen Bades angeordnet werden und
deren Querschnitt so klein gehalten wird, daß (las durch die Entnahme vom Beschicktitigs-
zum Entnahmeende hinfließende Glas in diesen Kanälen eine so hohl Geschwindigkeit
annimmt, daß Ströme in entgegengesetzter Richtung nicht auftreten können.
-
Die zwischen den Abteilen vorgesehenen Leitungen gestatten also den
Durchgang des Glases von einem Abteil zum folgenden, während sie sich einem Zurückfließen
von Glas aus einem nachfolgenden Abteil in ein voraufgehendes unter der Wirkung
von Konvektionsströmen widersetzen.
-
Es ist allg:mein bekannt, daß die Entstehung von Konvektionsströmen
in einer nur örtlich erhitzten, in Schmelzung befindlichen Glasmasse unvermeidlich
ist und daß diese Ströme notwendig sind, um die Glasbäder zu homogenisieren, insbesondere
in (lern Läuferabteil, dessen Aufgabe es ist, blasenfreies und vollkommen Homogenes
Glas an das Entnahrneabteil zu liefern. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen wirken auch
nicht den nützlichen horivektionsströmen im Innern des Läuferabteils entgegen, sondern
sie unterbinden nur zwischen benachbarten Abteilen etwaige rückläufige Ströme, die
durch die Konvektion hervorgerufen werden könnten.
-
Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, den Querschnitt der
Überführungskanäle oder L:itungen so zu bemessen, daß die zum Ersatz des dem letzten
Abteil entnommenen Glases nachströmende Glasmenge in diesen Leitungen eine durchschnittliche
Durchflußgeschwindigkeit erzeugt, die zwischen dem Läufer- und dem Abkühlungsabteil
etwa i cm/'sec oder mehr und zwischen dem Schmelz- und Läuferabteil einige mm/sec
oder mehr beträgt.
-
Weiter sieht die Erfindung vor, durch Querschnittsverringerung der
Überführungskanäle die Durchflußmenge in denselben regelbar zu gestalten. Je nach
dem Fabrikationsprogramm kann man gezwungen sein, die in dem Läuferabteil vorhandene
Glasmenge zu vergrößern oder zu verkleinern, ohne die Rohglaserzeugung im Schmelzabteil
zu unterbrechen. Ebenso kann es zeitweise notwendig werden, die in dem oder den
Entnahmeabteilen vorlian-Jene Menge geläuterten Glase: zu ändern, ohne die Masse
des Lä uterbades zu verringern. In dieser Beziehung kann man, wie bereits vorgeschlag:n,
den Ofen- mit mehreren von einem gemeinsamen Schmelzabteil gespeisten Lä uterabteilen
versehen, die es "---statten, den betreffenden Läuterbädern Zusätze beizumischen,
durch die dem Glas verschiedene Farben oder andere Eigenschaften verliehen werden.
Auch kennt man in dieser Beziehung zahlreiche OK-n, die mehrere Entnahmeabteilungen
besitzen. Die Möglichkeit der völligen oder teilweisen Drosselung der zwischen den
Abteilen liegenden Verbindungsleitungen gestattet cs, alle Abteile oder Unterabteile
in einer Weise zu speisen, die entsprechend dem Fabrikationsprogramm für jedes Abteil
am geeignetsten ist.
-
Die Erfindung bezieht sich el>nfalls auf die besondere Ausbildung
der Verbindungskanäle selber. Erfindungsgemäß können die Verbindungsleitungen beispielsweise
die Form von zvlindrisclien Röhren mit kleinem Oberschnitt haben, deren Enden in
den Wänden der miteinander zu verbindenden Abteile eingesetzt sind. Die IZÖliren
können z. B. aus einem hochwertigen feuerfesten Stoff bestehen und in Form eines
durch Gießen erhaltenen Stückes hergestellt sein, oder sie können aus Graphit bestehen.
Itn letzteren Fall ist es zweckmäßig, die sonst mit der Atmosphäre in Berührung
kommende Außenfläche der Graphitröhre mit einer Hülle aus feuerfestern Stoff zu
umgeben, der die Röhre wärmeisoliert und sie gegen Oxydation schützt. Die so gebildeten
Leitungen las;eti sich leicht entfernen und ersetzen, wobei das gesclitn<ilzerie
Glas in den Abteilen oder Kammern verbleiben kann. In diesem Fall wird das Glas
in bekannter Weise in (:m in Frage kommenden Bereich verfestigt, indem man von Kühlwasser
durchflossene Metallrohre an der betreffenden Stelle in da: (glas eintaucht.
-
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen von Glaswanncriöfen,
die nach der Erfindung ausgebildet sind, dargestellt.
-
Abb. i ist ein Längsschnitt durch einen Ofen mit drei Abteilungen
und zylindrischen Verbindungsleitungen; Abb. 2 ist ein Längsschnitt durch einen
Ofen mit drei Abteilen und Vorrichtungen zur Regelung des Querschnitts und damit
der Durchflußmenge in den Verbindungsleitungen Abb.3 zeigt eine Verbindungsleitung
aus einer Graphitröhre mit einer Scliutzhiilse.
-
Bei der Ausführung nach Abb. i sind drei Abteile für das Schmelzen,
das Läutern und die Entnahme mit i1, 15 und 16 bezeichnet. Sie sind durch Leitungen
17 und 18 von kleinem Querschnitt verbunden, die je aus einem einzigen Stück
feuerfesten Stoffs hergestellt sind. Die Leitungen liegen unter der Oberfläche der
Bäder ig, 20 und 21. Infolge ihres kleinen Querschnitts verursacht die Entnahme
aus dem Abteilei durch das Nachströmen des Glases aus den Abteilen 20 und i9 in
diesen Kanälen eine so hohe Geschwindigkeit, daß ein Rückfließen von Glas wirksam
verhindert wird. Diese Anordnung hat auch den Vorteil, daß ein Durchtritt
von
etwa auf dem Schmelzbad schwimmenden Körpern in das Lättterabteil 15 verhindert
wird, und (laß Schaum, der sich etwa auf der freien Oberfläche des I_äuterl@aci.@
20 als Folge der intensiven l:rliitztlng durch den zwischen den Elektroden 22 tliulleilden
Strom bilden könnte. nicht in (las Entnahnteabteil 16 gelangt.
-
In der .\1l1). 2 sind <las l?nde des Schmelzabteils mit 1. (las
Läutel-abteil mit 2 und der _\nfang des l?ntn<ilimeal)teils mit 3 bezeichnet.
Die Allteile i und 2 sind durch (Lil Kanal 4 und die Abteile 2 ulld 3 durch den
Kanal ; verbunden. Diese Kanäle haben einen kleinen Querschnitt im Vergleich mit
den zugehörigen :\1)teilen.
-
Die I@allüle 4 und 5 Besitzen in ihrem Boden Öffnungen i o und i i,
deren .\cllseil senkrecht verlaufen und durch die vorgeseh;iien Regelorgane so weit
verkleinert werden können, (laß sie den Bedingungeil der 1?rfiil(ltuig entsprechen.
Da: Läuferabteil wird lektrisch. z. f>. mittels senkrechter Elektro-(Lii 9 tAer
mittels waagerechter Elektroden, geheizt.
-
1)a, in (lein =\l)teil i durch (las Schmelzen und die Keaktioneil
der Bestandteile erzeugte Rohglas fließt durch den Kanal 4 in das Abteil e, wo es
in das 1_ä titcrbad 7 eintritt. Aus (lern Läuferabteil 2 gelangt (las Glas durch
den Kanal 5 zum Bad 8 des Entnahmeabteils 3. ELktrolen können iill Boden (1(-s .\l)teils
2 vorge<ehen werden und reichen in verstellbarer Höhe in da: Bad und erlauben
die zur Läuterung erforderliche Temperaturerhöhung des Fades durch Einführung elcktrisclleil
Stromes mittels Joulescher \\'ärrne.
-
Die durch die Kanäle 4 und 5 fließende Glasmenge kann durch Regelorgane
1.2 und 13 beeinflußt werden, durch welche die Öffnungen to und i i gedrosselt w@rdell
k<itli1ell.
-
1)ie Offnungen to und i i können auch einen länglichen Querschnitt
haben. In diesem Falle erhalten die kegelorgatle 12 und 13 die Form von Platten-,#chiellern,
oder sie können runden Querschnitt besitz:ii und die Form von Stempeln erhalten.
Die Regelorgane können durch irgendeine, nicht gezeigte. inechauische Vorrichtung
verstellt werden, uni entsprechend (lern Fabrikationsprogramm die Glasdurchflußinengen
in den Kanälen 4 und 5 zu regeln.
-
Ein Zurückfließen von Glas, etwa infolge von Konvektionsströnlen,
ist infolge des kleinen Querschnitts der Kanäle und der Regelöffnungen nicht möglich,
da die Geschwindigkeit, mit der das Glas infolge der Entllallnie aus dein Abteil
3 durch diese Kanäle nachströmt, und das etwa die vorher angegebenen Größen haben
kann, höher ist, als die Geschwindigkeit etwaiger Konvektionsströme.
-
Die in Abb.2 gezeigte Ausführung zeigt noch eine weitere Sicherheitsmaßnahme
gegen das Zurückstrünien voll Glas.
-
Zu diesem Zweck ist der Kanal 4 höher angelegt als der Kanal 5 und
zwar vorzugsweise auf einer solchen Hölle, daß der Spiegel des Bades 6 im Schmelzabteil
i über dein Spiegel des Bades 7 im Läuferabteil liegt. Ebenso befindet sich der
Kanal 5 in einer solchen Hölle, daß der Spiegel des Läuterbaden 7 über dem Spiegel
des Entnahmebades 8 liegt.
-
Da das Glas durch freien Fall von einem Abteil in das folgende fließt,
ist eine rückläufige Strömung des Glases ausgeschlossen.
-
Natürlich kann diese Anordnung nach Abb.2 nicht nur mit verschieden
hohen Glasspiegeln und freiem Ausströmen aus den Regelöffnungen a.i-1)eiten, es
können vielmehr die Glasspiegel der verschiedenen Abteile auf annähernd gleicher
Höhe liegen, so daß dir Ausflußöffnungen nicht frei, sondern untergetaucht sind.
-
Auch in diesem Falle verhindert der kleine Querschnitt der Überführungskanäle
und ihrer Ausströmöffnungen jedes Rückfließen von Glas in das vorhergehende Abteil.
-
In der Abb. 3 bildet das Graphitrohr 23 den finit dem geschmolzenen
Glas in Berührung stehenden inneren Teil einer Verbindungsleitung kleineren Querschnitts.
die zw ischeil zwei aufeinanderfolgendenAbteilen vorgesehen ist. Das Rohr 23 ist
von einer Hülse 24 aus feuerfestem Stoff umkleidet, die als \\'ärmeisolierung dient
und das Graphitrohr gegen eine etwaige Oxydation durch die Luft schützen soll. Die
Verwendung eines derartigen wärmeisolierten Graphitrohrs hat den Vorteil, daß die
Temperaturen an allen Punkten der Verbindungsleitung gleich gehalten werden und
die Entstellung voll Konvektionsströ men vermieden wird.