DE807704C

DE807704C - Manufacture of glass or vitreous materials in a furnace

Info

Publication number: DE807704C
Application number: DEP31393A
Authority: DE
Inventors: Die Erfinder Haben Beantragt
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1948-01-12
Filing date: 1949-01-12
Publication date: 1951-07-02

Description

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.Manufacture of glass or vitreous substances in a furnace The present Invention relates to the continuous manufacture of glass or vitreous Fabrics in a tub oven.

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.As is well known, glass is produced in three successive stages in the tank furnace Zones, namely the preparation of the raw glass by melting takes place in the first zone and through the reactions of the batch constituents, in the following zone the Removal of the gases for the purpose of refining the glass and in the third zone the cooling of the molten glass down to that for removal by pouring, Scooping, dispensing through feeder, etc. suitable temperature. To induce the high temperature required to achieve the refinement for the degassing of the glass and the removal of the gases is necessary has already been suggested in the expedient to provide a special refining zone forming a special compartment special heating means. In particular, an electric heater has already been defeated in the refining compartment by Joule heat with immersed electrodes alone or in conjunction with surface heating. The electrodes can, for example, be horizontal or provided vertically in the vicinity of the free surface or the bottom of the bath be.

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.The invention aims at all retrograde movements from Already refined glass from the refining compartment into the melting compartment or from already cooled To prevent glass from the cooling compartment in the refining compartment. This declining Otherwise movements impair the quality of the glass by only causing an unregulated Purification and cause an unnecessary expenditure of calories is therefore higher than the simple preparation of the glass would otherwise require.

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.In the case of one used for the continuous production of glass, in several successively following compartments subdivided bath furnace, in which the one or more refining compartments by Joulesche Wärin; are heated, the invention consists in clal.i for the Passage of the molten glass from one compartment to the other one or more L'1> experience channels are provided, which in each of the preceding compartment be arranged under the free surface d: s in this bath located and whose cross-section is kept so small that (read by the removal from the loading The glass flowing towards the end of the drawer has such a hollow velocity in these channels assumes that currents in the opposite direction cannot occur.

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.The lines provided between the compartments allow the Passage of the glass from one compartment to the next as it flows back down one of glass from a subsequent compartment into a previous one under the effect resisting convection currents.

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.It is generally known that convection currents develop inevitable in a molten glass mass that is only locally heated and that these currents are necessary to homogenize the glass baths, in particular in (learn runners' compartment, the task of which is to ensure that everything is bubble-free and completely homogeneous Delivering glass to the delivery compartment. The measures according to the invention also work not against the useful horivection currents inside the runner's compartment, but they only prevent any reverse currents between adjacent compartments, the could be caused by the convection.

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.It has been found that it is advantageous to the cross-section of the Transfer channels or lines to be dimensioned so that the replacement for the last The amount of glass that flows in from the compartment in these lines is an average Flow rate generated between the runner and the cooling compartments about 1 cm / sec or more and a few mm / sec between the melting and runner compartments or more.

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.The invention also provides by reducing the cross section of the Transfer channels to make the flow rate in the same controllable. Depending on the production program you can be forced to use the existing in the runner compartment To increase or decrease the amount of glass without producing raw glass in the melting compartment to interrupt. It may also be necessary from time to time that the Removal compartments vorlian-That amount of refined glass: to change without the mass to reduce the purifying bath. In this respect, as already suggested: n, the furnace with several refining compartments fed by a common melting compartment provided that "--- enable additives to be added to the refining baths concerned, which give the glass different colors or other properties. In this regard, we also know numerous OK-n, the several removal departments own. The possibility of total or partial throttling between the Interconnections between compartments allow cs, all compartments or sub-compartments to dine in a manner corresponding to the manufacturing program for each compartment is most suitable.

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.The invention also relates to the special training the connection channels themselves. According to the invention, the connecting lines can, for example have the shape of double-sided tubes with a small top section, the ends of which in the walls of the compartments to be connected are used. The IZÖliren can e.g. B. consist of a high quality fireproof material and in the form of a obtained by casting, or they can be made of graphite. In the latter case it is advisable to keep those otherwise in contact with the atmosphere coming outer surface of the graphite tube with a cover made of refractory material which insulates the tube and protects it against oxidation. The so educated Lines read; eti can easily be removed and replaced, the clitn <ilzerie Glass can remain in the compartments or chambers. In this case the glass will solidified in a known manner in (: m the area in question by cooling water through metal pipes at the relevant point in da: (glass immersed.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen von Glaswanncriöfen, die nach der Erfindung ausgebildet sind, dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of glass tank furnaces, which are formed according to the invention shown.

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.Fig. I is a longitudinal section through a three-compartment oven and cylindrical connecting pipes; Fig. 2 is a longitudinal section through a Oven with three compartments and devices for regulating the cross section and thus the flow rate in the connecting lines Fig.3 shows a connecting line from a graphite tube with a protective cover.

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 the embodiment according to Fig. I, three compartments for melting, refining and removal are marked i1, 15 and 16. They are connected by conduits 17 and 18 of small cross-section, each made from a single piece of refractory material. The lines are located below the surface of baths ig, 20 and 21. Due to their small cross-section, removal from the compartment caused by the flow of glass from compartments 20 and 19 in these channels at such a high speed that backflow of glass is effectively prevented will. This arrangement also has the advantage that bodies floating on the molten bath, for example, are prevented from entering the lattice compartment 15, and (leave foam that has formed on the free surface of the I_äuterl @ aci through which a current could form between the electrodes 22 does not get into the removal compartment 16.

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.In the. \ 1l1). 2 are <las land of the melting compartment with 1. (read Bell compartment with 2 and the _ \ nfang des l? Ntn <ilimeal) partly with 3. The all parts i and 2 are through (Lil channel 4 and the compartments 2 and 3 through the Channel ; tied together. These channels have a small cross-section compared to share the associated: \ 1).

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.The I @ alluli 4 and 5 have openings i o and i i in their bottom, their. \ cllseil run vertically and through the provided control organs so far can be reduced in size, (let them meet the condition part of 1? rfiil (validly. There: the runner's compartment becomes electrical. z. f>. by means of vertical electrical (Lii 9 tAer by means of horizontal electrodes, heated.

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.1) a, in (lein = \ l) part i through (read melting and the reaction part The raw glass produced from the components flows through the channel 4 into the compartment e, where it enters the 1_ä titcrbad 7. From (got into runner compartment 2 (read glass through the channel 5 to the bath 8 of the removal compartment 3 2 are provided and are adjustable in height in da: bath and allow the increase in the temperature of the thread required for purification through the introduction of electric curls Stromes by means of Joule’s annoyance.

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.The amount of glass flowing through channels 4 and 5 can be controlled by regulating devices 1.2 and 13 are influenced, through which the openings to and i i are throttled w @ rdell c <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.1) The openings to and i i can also have an elongated cross section to have. In this case the kegelorgatle 12 and 13 get the shape of plates -, # chiellern, or they can have a round cross-section: ii and take the form of punches. The regulating organs can be controlled by any, not shown. inechauic device adjusted, uni accordingly (learn the fabrication program the glass flow rates to be regulated in channels 4 and 5.

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.A backflow of glass, for example as a result of convection currents, is not possible due to the small cross-section of the channels and the control openings, because the speed with which the glass as a result of the Entllallnie from your compartment 3 flows through these channels, and have approximately the sizes given above can, is higher than the speed of any convection currents.

Die in Abb.2 gezeigte Ausführung zeigt noch eine weitere Sicherheitsmaßnahme gegen das Zurückstrünien voll Glas.The version shown in Fig. 2 shows another safety measure against the streaking back full of glass.

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.For this purpose, channel 4 is set higher than channel 5 and although preferably on such a hell that the mirror of the bath 6 in the melting compartment i is above your mirror of bathroom 7 in the runner's compartment. There is also the Channel 5 in such a hell that the mirror of the Läuterbaden 7 is above the mirror of the removal bath 8 is located.

Da das Glas durch freien Fall von einem Abteil in das folgende fließt, ist eine rückläufige Strömung des Glases ausgeschlossen.As the glass flows freely from one compartment to the next, a reverse flow of the glass is excluded.

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.Of course, this arrangement according to Fig. 2 can not only be different high glass mirrors and free flow from the control openings a.i-1) eit it Rather, the glass mirrors of the different compartments can be approximately the same So that the outflow openings are not free, but are submerged.

Auch in diesem Falle verhindert der kleine Querschnitt der Überführungskanäle und ihrer Ausströmöffnungen jedes Rückfließen von Glas in das vorhergehende Abteil.In this case, too, the small cross section of the transfer channels prevents and their outflow openings each backflow of glass into the preceding compartment.

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.In Fig. 3, the graphite tube 23 forms the finite molten one Glass-contacting inner part of a connecting line with a smaller cross-section. which is provided between two consecutive compartments. The tube 23 is encased by a sleeve 24 made of fireproof material, which serves as \\ 'insulation and the graphite tube is to protect against possible oxidation by the air. the Use of such a thermally insulated graphite tube has the advantage that the Temperatures are kept the same at all points of the connecting line and the distortion of full convection currents is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS : i. Proceed to the continuous animal production of glass and vitreous materials in a tub furnace which is divided into several successive parts. namely the one or more runners compartments z. B. are heated by Joule heat by means of electrodes provided in your bath, characterized in that narrow openings or channels are provided for the transition of the molten glass from a compartment into the following, in which the glass flowing in as a replacement for the amount of glass removed for processing such a high flow rate is given that backflow by convection currents is avoided and the average amount of glass flowing through the channels is kept equal to the amount of glass processed.

2. Tub furnace for carrying out the method according to claim i, characterized in that that the cross-section of the transfer channels or openings (17, 18) are so narrow is that the average flow rate related to the amount of glass withdrawn between the runner and the cooling compartment (15, 16) at least about 1 cm / sec, and between the melting and runner compartments (14, 15) at least a few mm / sec amounts to.

3. Tub furnace for carrying out the method according to claim i, characterized in that that at least two successive compartments (14, 15, 16) by one or more channels (17, 18) are connected to the beneath the surface of the glass and made of a high-quality material, for example graphite, carbon or hot cast refractory material.

4. Tub furnace for the execution of the Method according to claim i, characterized in that the connecting channels between the compartments are surrounded by a cover (24) which protects them against oxidation.

5. Tub furnace for carrying out the method according to claim i, characterized in that that the connecting lines between the compartments are protected against heat loss are.

6. tank furnace for performing the method according to claim i and 2, characterized characterized in that the inflow channel or channels (4) to the refining compartment (2) are higher as the drainage channel or channels (5) into the removal compartment (3).

7. Tub furnace according to Claim 6, characterized in that the outlet openings (io, i i) of the transfer channels (.4. 5) lie in the bottom of the channels. B. Tub furnace to carry out the process according to claims i to 7, characterized in that one compartment is used to regulate the \ -on to the next flowing amount of glass in the transfer channels (4, 5) Throttling devices, e.g. 13. in the form @, on plates, stamps (12, 13) or the like are.