BE1020589A5 - Gecontroleerd koelen van een vlakglas product. - Google Patents

Description

Gecontroleerd koelen van een vlakglas product Technisch vakgebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het vakgebied van vlakglasprodurtie, Meer bepaald heeft deze uitvinding betrekking op een koeloven inrichting voor het gecontroleerd koelen van vlakglas, alsook op het gebruik van zo'n koeloven inrichting.

Achtergrond van de uitvinding

Het is gebruikelijk om vlakglas te produceren in een volcontinue proces. Bij productie volgens het float-glasprincipe wordt een continue strook van glöeiendheet vlakglas geproduceerd. De grondstoffen, zoals zilverzand, kalk, soda en/of dolomiet, worden in een voorafbepaalde verhouding gemengd met glasgruis en in een oventunnel op hoge temperatuur gesmolten, bijvoorbeeld bij een temperatuur van 1500 °C. Een baan van gesmolten glas schuift door de tunneloven, terwijl verontreinigingen onder de vorm van gas en vaste stof ("slak") geleidelijk uit de glasstroom verdwijnen. Wanneer de glasmassa voldoende uitgezuiverd is, vloeit deze uit de oven op een bad van verhit, vloeibaar tin. Door de mutuele onmengbaarheid van het glas en het tin vloeit het glas in het bed homogeen uit, zodat een glasjaag met substantieel uniforme dikte wordt bekomen. Tijdens of na dit uitvloeien kan op het glas reeds een laag aangebracht worden, bijvoorbeeld om glas met een coating met lage emissiviteit te produceren voor gebruik in thermisch isolérende glaspanelen.

Een alternatieve manier voor het produceren van glas is het walsen van glas, waarmee eveneens een glaslaag met substantieel uniforme dikte wordt bekomen. Ook hierop kan een laag worden aangebracht.

Als een glaslaag met een substantieel uniforme dikte wordt bekomen dient het glas op een gecontroleerde manier te worden afgekoeld, zodat in het glas ontstane spanningen kunnen weggewerkt worden. Naar dit proces van gecontroleerd afkoelen om spanningen te ontlaten wordt verder verwezen als annealen of 'annealing' of ontlaten. Dit afkoelen gebeurt typisch in een lange koeloven, waarbij de stollende glasmassa door een aantal zones wordt gevoerd. Iedere zone is hierbij aangepast om tijdens de corresponderende periode van het koelproces van het glas een geschikte thermische gradiënt aan te leggen. Het afkoelproces dient typisch nauwkeurig gecontroleerd te worden. Een koeloventunnel kan een lengte bezitten van meer dan 200 m, en is typisch onderverdeeld in een radiatief koelgebied, dat bv. de zones A, B en C omvat, en een convectief koelgebied, dat bv. de zones D, RET, E en F omvat. Typisch wordt in zone A koeling voorzien van het glas tot aan een eerste, hogere, relaxatie temperatuur van het vlakglas, in zone B koeling voorzien van het glas tussen de eerste, hogere, relaxatie temperatuur en een tweede, lagere, relaxatie temperatuur van het vlakglas en in zone C koeling voorzien van het glas onder de tweede, lagere, relaxatie temperatuur. In het radiatief koelgebied gebeurt de afkoeling van het glas hoofdzakelijk door straling, terwijl in het convectief koelgebied de afkoeling voornamelijk gebeurt door een aangelegde convectiestroom. Na afkoeling wordt het glaslint typisch verder gevoerd naar een snij-inrichting om het glas op maat te snijden.

Koelovens zoals gekend in de stand der techniek omvatten typisch warmtewisselaars, welke boven en onder de transportlijn van het glaslint kunnen aangebracht zijn in de radiatieve koelzones A, B en C. Deze warmtewisselaars kunnen bestaan uit buisvormige structuren waar typisch een koelmedium door wordt gedreven. Bijvoorbeeld, lucht aangezogen via een externe aanvoer van de koeloven kan door de warmtewisselaars worden gestuwd. Terwijl in zone B een trage afkoeling wenselijk is om spanningen in het glasproduct te relaxeren, is in de zone A een snelle afkoeling wenselijk, om lagere residuele spanningen te hebben alsook om sneller een laag visceus glasoppervlak te bekomen waardoor het glasoppervlak beter wordt.

Samenvatting van de uitvinding

Uitvoeringsvormen overeenkomstig de onderhavige uitvinding hebben tot doel te voorzien in efficiënte en betrouwbare afkoelingsinrichtingen in een koeloven voor het annealen van vlakglas, alsook in het gebruik er van voor de productie van vlakglas.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een efficiënte koeling als ook een accurate thermische processing van vlakglas kan gebeuren.

De bovenstaande doelstelling wordt verwezenlijkt door een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

In een eerste aspect betreft de onderhavige uitvinding een koeloven inrichting voor het gecontroleerd koelen van vlakglas product dat doorheen de koeloven wordt voortbewogen, de inrichting omvattende een veelheid aan warmtewisselaars om warmte te onttrekken aan het vlakglasproduct en deze warmte af te voeren, daardoor gekenmerkt dat minstens één van de warmtewisselaars een laag omvat, waarbij deze laag een hoge emissiviteit heeft. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van onderhavige uitvinding dat een systeem kan worden bekomen dat een zéér efficiënte warmteafvoer toelaat. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een versnelde radiatieve afkoeling in zone A een verlaagde residuele spanning geeft en resulteert in een verbeterd oppervlak. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat transversale temepratuur gradiënten, ontstaan in een tin bad wanneer float glas wordt geproduceerd, goed gecompenseerd kunnen worden. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding dat temperatuursschommelingen in het tin bad goed geabsorbeerd kunnen worden.

De laag kan een emissiviteit van ten minste 0,5 bezitten. De laag kan in specifieke uitvoeringsvormen een emissiviteit hebben van ten minste 0,8 mogelijks zelfs van minstens 0,9, bij een lage temperatuur van de warmtewisselaar, e.g. bij 200°C.

De minstens één warmtewisselaars met een laag kan een subset van warmtewisselaars met een laag zijn van de veelheid aan warmtewisselaars, en de subset van warmtewisselaars kan een voorafbepaalde spatiale distributie hebben om een specifiek koelproces te bekomen voor het vlakglas product. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat door het selecteren van een specifieke spatiale distributie van de met laag gecoate warmtewisselaars binnen de set van warmtewisselaars op een éénvoudige manier een specifiek koelproces kan worden bekomen.

De koeloven inrichting kan aangepast zijn om het vlakglas product te ontvangen aan een temperatuur hoger dan een bovenste relaxatietemperatuur van het vlakglas product en om in een eerste zone een eerste koeling voor het vlakglas product te voorzien tot aan de bovenste relaxatietemperatuur van het vlakglas product, om in een tweede zone een tragere koeling dan de eerste koeling te voorzien voor het vlakglas product met een temperatuur tussen de bovenste relaxatietemperatuur en een onderste relaxatietemperatuur van het vlakglas product, en om in een derde zone opnieuw een koeling sneller dan de tragere koeling van het vlakglas product te voorzien voor vlakglas product kouder dan de onderste relaxatietemperatuur. De subset van warmtewisselaars met een laag kan daarbij minstens warmtewisselaars omvatten in de eerste zone om het vlakglas product snel te koelen tot een bovenste relaxatietemperatuur van het glas. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een zéér efficiënte koeling kan worden bekomen van het glasoppervlak in de eerste zone, wat toelaat dat het glasoppervlak sneller hard wordt en dat er een lagere residuele spanning ontstaat. Klassiek wordt een residuele spanning van ongeveer 12 kg/cm2 bekomen voor glas met een dikte van 6 mm door koelen. Sneller koelen gebruik makend van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de residuele spanning reduceren, bijvoorbeeld tot 11,.5 kg/cm2. De subset van warmtewisselaars kan meer warmtewisselaars omvatten in de eerste zone in vergelijking tot de tweede zone.

De subset van warmtewisselaars met een laag kan in de eerste zone zowel warmtewisselaars omvatten die zich boven het vlakglas product bevinden als warmtewisselaars omvat die zich onder het vlakglas product bevinden, wanneer het vlakglas product doorheen de koeloven inrichting wordt getransporteerd. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat het vlakglas product zowel van de onderzijde als van de bovenzijde efficiënt kan gekoeld worden.

De koeloven inrichting kan rollers omvatten voor het transporteren van het vlakglas product, en de subset van warmtewisselaars met een laag kan warmtewisselaars omvatten die zich aan de onderzijde van het vlakglas product bevinden. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de efficiëntere koeling bekomen door de gecoate warmtewisselaars kan compenseren voor een eventueel gereduceerde koeling aan de onderzijde van het vlakglas product door de aanwezigheid van rollers voor het transporteren van het vlakglas product aan de onderzijde van het vlakglas product. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een efficiënte koeling kan worden bekomen aan de onderzijde van het vlakglas product, wat zeker van belang kan zijn voor vlakglas dat reeds een coating met lage emissiviteit heeft gekregen aan de bovenzijde vóór de koeling gezien dit glas moeilijkerte koelen is op zich en sowieso moeilijk te koelen is via de bovenzijde.

De subset van warmtewisselaars met een laag kan meer warmtewisselaars omvatten nabij de laterale randen van het vlakglas product dan in het midden van het vlakglas product. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat een efficiëntere koeling kan worden bekomen aan de rand van het vlakglas product dan in het centrum, wat bijzonder voordelig is voor dun glas, waar de rand van het glas typisch dikker is dan het middelste gedeelte.

De minstens één warmtewisselaar met laag kan een roestvrij stalen warmtewisselaar zijn. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat het basismateriaal gebruikt voor het produceren van de warmtewisselaars een standaard materiaal kan zijn.

De laag kan minstens één component omvatten uit de groep van silicium hexaboride, boorcarbide, silicium tetraboride, silicium Carbide, molybdeen disilicide, wolfraam disilicide, zircoon diboride, koperchromiet of metaaloxides.

De laag kan verkregen zijn door coating op basis van een oplossing in water van een alkalimetaalsilicaat of aardalkalimetaalsilicaat, een vulmiddel en ten minste één component uit de groep van silicium hexaboride, boorcarbide, silicium tetraboride, silicium Carbide, molybdeen disilicide, wolfraam disilicide, zircoon diboride, koperchromiet of metaaloxides.

De warmtewisselaar kan bijvoorbeeld de vorm van een rechthoekig prisma bezitten of de vorm van een ronde buis, bijvoorbeeld de vorm van een cilinder, bezitten. De warmtewisselaar of een element ervan kan een breedte in het bereik van 10 mm tot 1000 mm bezitten en een diepte minder dan 200 mm, in sommige uitvoeringsvormen minder dan 100 mm. De warmtewisselaar kan opgebouwd zijn uit verschillende warmtewisselaar elementen die aaneengeschakeld zijn. Zo'n element kunnen op zich bijvoorbeeld afmetingen hebben zoals hierboven aan gegeven, en kunnen bijvoorbeeld een lengte hebben in het bereik van 2,5 m tot 4 m. De warmtewisselaar zelf kan zich bijvoorbeeld uitstrekken over de volledige lengte van de koeloven. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de warmtewisselaars compact kunnen gemaakt worden in breedte en/of diepte zodat een compacte koeloven inrichting kan worden bekomen.

De warmtewisselaar kan tenminste één warmtewisselaar-element en een beschermplaat omvatten. De beschermplaat kan zodanig aangebracht zijn dat deze bescherming biedt aan de warmtewisselaar-elementen. De beschermplaat kan bijvoorbeeld de laag met hoge emissiviteit omvatten. In een uitvoeringsvorm bevat de beschermplaat aan beide zijden een laag met hoge emissiviteit. Zo'n beschermplaat, die als deel van de warmtewisselaar wordt beschouwd, kan de warmtewisselaar-elementen beschermen tegen bijvoorbeeld vallend glas.

De tenminste één warmtewisselaar kan evenwijdig aangebracht zijn met de richting waarin het vlak glasproduct wordt voortbewogen.

De tenminste één warmtewisselaar kan een laag hebben aan zowel binnenzijde als buitenzijde. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de efficiëntie voor koeling nog kan verhogen door zowel binnen- als buitenzijde van de warmtewisselaar te coaten. In voordeelsuitvoeringen heeft de warmtewisselaar minstens een laag aan de buitenzijde.

De huidige uitvinding betreft ook het gebruik van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven voor de productie van een vlakglas product. Dit gebruik kan zijn voor het produceren van een vlakglas product met een lage residuele spanning. In de samenvatting : Waar klassiek de residuele spanning voor 6mm dik glas ongeveer 12 kg/cm2 is kan dit door koeling volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding gereduceerd worden tot ongeveer 11.5 kg/cm2 of lager.

De huidige uitvinding betreft ook het gebruik van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven voor het produceren van een vlakglas product met een gemiddelde dikte kleiner dan 2 mm. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat dun vlakglas via een specifiek thermisch profiel kan worden behandeld, meer bepaald dat de dikkere rand efficiënter kan worden gekoeld dan het centrum zodat minder ongewenste temperatuursgradiënten ontstaan. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen dat het glas via een specifiek thermisch profiel kan worden behandeld waardoor gewenste compressieve stress op de rand wordt geïntroduceerd.

De huidige uitvinding betreft ook het gebruik van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven voor het produceren van vlakglas product met een laag emissieve coating. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat vlakglas product met een lage emissiviteit, typisch gebruikt omwille van energiebesparende maatregelen, accuraat kan behandeld worden via een specifiek thermisch profiel, ondanks het feit dat dit glas typisch moeilijk te koelen is. Het is een voordeel van op zijn minst sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat zo'n laag emissieve coating als electrode kan dienen voor zonnecellen.

De huidige uitvinding betreft ook een vlakglas product bekomen door het gebruik van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven.

Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.

Korte beschrijving van de figuren FIG. 1 toont een eerste schematische doorsnede van een deel van een koeloven voor het annealen van glas volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

FIG. 2 toont een tweede schematische doorsnede van een deel van een koeloven voor het annealen van glas volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. FIG. 3 toont de temperatuursevolutie van een glasproduct tijdens koeling over de lengte van een voorbeeldmatige koeloven volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

FIG. 4 toont een expliciet voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

FIG. 5 toont een ander expliciet voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

FIG. 6 toont een verder expliciet voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal worden voorgesteld voor illustratieve doeleinden. Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken. In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of analoge elementen.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvoeringsvormen

De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in tenminste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, voorkomen van de uitdrukkingen "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeven niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kunnen dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in één of meerdere uitvoeringsvormen.

Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van één of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze methode van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, inventieve aspecten liggen in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, noch in rangorde of op enige andere wijze. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.

Bovendien, de termen bovenste, onderste, boven, voor en dergelijke in de beschrijving en de conclusies worden aangewend voor beschrijvingsdoeleinden en niet noodzakelijk om relatieve posities te beschrijven. Het dient te worden begrepen dat de termen die zo aangewend worden onder gegeven omstandigheden onderling kunnen gewisseld worden en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven ook geschikt zijn om te werken volgens andere oriëntaties dan hierin beschreven of weergegeven.

Het dient opgemerkt te worden dat de term "omvat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting omvattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.

In de hier voorziene beschrijving worden talrijke specifieke details naar voren gebracht. Het is hoe dan ook te begrijpen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen zijn welgekende werkwijzen, structuren en technieken nïet in detail getoond om deze beschrijving helder te houden.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor een koeloven voor het annealen van een vlakglasproduct. Dit annealen omvat een gecontroleerd temperatuursproces, bijvoorbeeld afkoeling, van de hoge temperatuur waarbij het vlakglasproduct werd gevormd, bijvoorbeeld door het "float" proces en/of door walsen, bijvoorbeeld van een temperatuur waarin het glasproduct zich in een vloeistoffase bevindt, naar een lagere temperatuur waarbij het vlak glasproduct zich in vaste fase bevindt. Het doel van deze gecontroleerde afkoeling is het beperken van spanningen in het glasproduct tot een acceptabel niveau. Het is gebruikelijk om het glasproduct doorheen een tunnelvormige koeloven te verplaatsen, waarbij deze tunnelvormige koeloven voorziet in een nauwkeurig gecontroleerde thermische gradiënt over de afgelegde weg van het glas doorheen de koeloven. Bijvoorbeeld, een vlak glasproduct kan als een continue stroom van glasmateriaal door middel van rollers doorheen de tunnelvormige koeloven getransporteerd worden, zodat het materiaal achtereenvolgens doorheen verschillende zones van de koeloven passeert, waarbij iedere zone is aangepast aan een welbepaalde fase van het koelproces.

Bijvoorbeeld, het vlakke glasproduct kan de koeloven binnenkomen aan een hoge temperatuur, bijvoorbeeld 600°C of hoger, bijvoorbeeld 700°C. In een eerste zone, verder naar verwezen als de eerste zone waar koeling wordt voorzien van het glas tot aan een bovenste relaxatie temperatuur of als zone A, kan het glas dan snel worden afgekoeld tot een bovenste relaxatie temperatuur, waaraan het glas een eerder lage viscositeit bezit, bijvoorbeeld bij benadering η = 1012 Pa.s, bijvoorbeeld bij 555°C voor gewoon glas. In een volgende zone, waarnaar verder wordt verwezen als de zone waar koeling wordt voorzien tussen de bovenste relaxatie temperatuur of zone B, kan het glas dan traag verder afkoelen tot een onderste relaxatie temperatuur wordt bereikt, bijvoorbeeld ongeveer 450°C. De viscositeit bij deze onderste relaxatietemperatuur is dan bijvoorbeeld bij benadering η = 1016’5 Pa.s. In deze stap dient de afkoeling traag genoeg te gebeuren zodat geen noemenswaardige thermische gradiënt wordt aangebracht op het glas, zodat spanningen in het glas langzaam kunnen ontlaten. In een laatste zone, verder naar verwezen als zone waarin koeling wordt voorzien van het glas onder de onderste relaxatie temperatuur, kan dan een snelle afkoeling gebeuren tot, bijvoorbeeld, lager dan 100°C, zoals tot 80°C of tot 60°C. Een overzicht van een typische temperatuursevolutie van het glasproduct is weergegeven als voorbeeld in FIG. 3.

De zone A en de zone B kunnen thermisch geïsoleerd zijn. In deze zones kan de afkoeling van het glas voornamelijk radiatief gebeuren, bijvoorbeeld zonder geforceerde convectie. De zone na zone B kan typisch verder onderverdeeld worden in respectievelijk zones C, D, RET, E en F, zo geordend volgens de doorvoerrichting van het glas. De zone C is typisch thermisch geïsoleerd, zoals zones A en B.

Ook in de zone C kan de verdere afkoeling van het glas voornamelijk radiatief gebeuren, bijvoorbeeld zonder geforceerde convectie. In de volgende zones D, RET, E en F daarentegen kan de finale afkoeling van het glas door geforceerde convectie of door combinatie van geforceerde convectie en radiatieve warmteoverdracht gebeuren.

FIG. 1 toont schetsmatig een thermisch geïsoleerde zone, zoals zone A, B of C, van een koeloven voor het annealen van vlak glas. In dit voorbeeld wordt een vlak glasproduct 10, bv. een continu lint van glasmateriaal, getransporteerd, bv. door middel van transportrollen 12, in een voorwaartse richting 11. Dit deel van de koeloven is thermisch geïsoleerd, bv. door middel van een isolerende bekleding 13 aan de wanden van de koeloventunnel. Boven en onder het glasmateriaal 10 zijn warmtewisselaars 15a, 15b aangebracht om warmte te onttrekken van het vlak glasproduct 10 en deze warmte af te voeren. Deze warmtewisselaars kunnen buisvormig zijn, bijvoorbeeld de warmtewisselaars kunnen een cilindrische vorm bezitten, hoewel uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hierdoor niet beperkt zijn en bijvoorbeeld ook andere vormen van warmtewisselaars mogelijk zijn, zoals bijvoorbeeld doosvormige warmtewisselaars. Dit kan bijvoorbeeld door middel van een doorheen de warmtewisselaars voortgestuwd koelmedium. Bijvoorbeeld, lucht kan circuleren doorheen de warmtewisselaars, bv. een luchtstroom voortgestuwd door een ventilator 14. Hitte wordt voornamelijk overgebracht van het glasmateriaal 10 naar de warmtewisselaars 15a, 15b door middel van straling. De warmtewisselaars kunnen bijvoorbeeld bestaan uit hittebestendige buizen, bijvoorbeeld roestvrij stalen (RVS) buizen, bijvoorbeeld vervaardigd uit RVS AISI 304. Deze buizen zijn bijvoorbeeld evenwijdig georiënteerd aan het vlak glasproduct, bijvoorbeeld evenwijdig met het transportvlak van de transportrollen 12. De buizen zijn bijvoorbeeld evenwijdig met de voorwaartse richting 11 georiënteerd.

In FIG. 2 wordt dit deel van de koeloven weergegeven in een vlak loodrecht op de voorwaartse richting 11. De warmtewisselaars kunnen bestaan uit buizen met een rechthoekig profiel in dwarsdoorsnede, bijvoorbeeld met een rechthoekig profiel in het bereik van 70 mm bij 30 mm tot 600 mm x 70 mm. Bijvoorbeeld, 5 warmtewisselaars kunnen voorzien zijn boven het vlak waarin het vlak glasproduct 10 wordt getransporteerd, terwijl bijvoorbeeld 3 warmtewisselaars kunnen voorzien zijn onder dit vlak, zoals geïllustreerd in FIG. 2. Bovendien kunnen de warmtewisselaars in specifieke uitvoeringsvormen gegroepeerd zijn in meerdere niveaus, welke in lagen boven elkaar worden aangebracht, bijvoorbeeld in 2 of 3 niveaus.

Het debiet van het koelmedium kan geregeld worden per zone of per individuele warmtewisselaar, alsook het aantal warmtewisselaars om het gewenste koelprofiel te bekomen in longitudinale richting, e.g. om een gepaste thermische gradiënt te bekomen voor iedere zone, en in transversale richting, e.g. om over de breedte van het vlak glasproduct een gepaste thermische gradiënt te bekomen. Lucht kan doorheen de buizen van de warmtewisselaars circuleren in de richting van het glastransport 11, of in tegengestelde richting, naargelang de zone van de koeloven. Dergelijke overwegingen om het koelprofiel over de koeloven in longitudinale en in transversale richting ten opzichte van de voortstuwrichting van het glasproduct te optimaliseren zijn de vakman welbekend. Voorts zal het voor de vakman duidelijk zijn dat een koeloven voor het annealen van een vlak glasproduct diverse componenten kan omvatten welke hierin niet verder in detail worden besproken. Bijvoorbeeld, een koeloven kan naast warmtewisselaars ook verwarmingselementen bevatten om de gewenste thermische gradiënt te bekomen in longitudinale en transversale richting, of om de uniformiteit van de warmtewisseling lokaal te verbeteren. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat minstens één van de warmtewisselaars van de inrichting getoond in FIG. 1 en FIG. 2 een laag met hoge emissiviteit zöals verder besproken.

In een eerste aspect voorziet de onderhavige uitvinding dus in een inrichting 1 voor een koeloven om een vlakglasproduct 10 dat doorheen de koeloven wordt voortbewogen te annealen. Deze inrichting omvat een veelheid aan warmtewisselaars 15 om warmte te onttrekken aan het vlakglasproduct 10 en deze warmte af te voeren, bijvoorbeeld door middel van een in de tenminste één warmtewisselaar 15 voortgestuwd koelmedium. Deze tenminste één warmtewisselaar 15 kan bijvoorbeeld bestaan uit roestvrij staal. De tenminste één warmtewisselaar 15 kan elke geschikte vorm hebben, zoals bijvoorbeeld een cilindrische vorm of de vorm van een rechthoekig prisma. Zo'n warmtewisselaar, of een element ervan kan een breedte hebben van minder dan 150 cm en diepte van minder dan 25 cm, bijvoorbeeld een breedte van 70 mm en een diepte van 30 mm. Cilindrische warmtewisselaars kunnen bijvoorbeeld een diameter hebben tot 200mm. De lengte van de warmtewisselaar kan zich uitstrekken over de ganse koeloven. De warmtewisselaar kan opgebouwd zijn uit meerdere warmtewisselaar-elementen. Elk van zo'n elementen kan bijvoorbeeld een lengte hebben in het bereik van 2,5 m tot 4 m. De tenminste één warmtewisselaar kan evenwijdig aangebracht zijn met de richting waarin het vlakglasproduct wordt voortbewogen.

Voorts is er op tenminste één warmtewisselaar 15 een laag 20, waarbij deze laag een hoge emissiviteit heeft. De laag 20 bezit bij voorkeur een emissiviteit (e) van ten minste 0,5, en nog meer voorkeurdragend een emissiviteit van minstens 0,8. Bijvoorbeeld, de laag kan een emissiviteit van 0,9 bezitten. De laag 20 kan voorts een beschermende functie bezitten met betrekking tot oxidatie van de warmtewisselaar. De laag 20 kan verder selectief zijn aangebracht. Dus de inrichting 1 kan een pluraliteit aan warmtewisselaars 15 omvatten, waarbij de laag 20 slechts op een deelverzameling van deze pluraliteit aan warmtewisselaars 15 is aangebracht. Bijvoorbeeld, een doelgerichte selectie kan de thermische gradiënt in sterke mate bepalen in transversale richting, wat voordelig kan zijn indien specifieke zones van het glasproductlint een gedifferentieerde warmte-afvoer vereisen. Voorts kan de laag 20 slechts op welbepaalde delen van een warmtewisselaar zijn aangebracht, bijvoorbeeld enkel op een uitwendig vlak of deelvlak gericht naar het vlakglasproduct. Anderzijds of alternatief kan de laag niet (enkel) op een uitwendig oppervlak van de warmtewisselaar 15 zijn aangebracht, maar ook op een intern oppervlak.

De thermisch laag heeft een hoge emissiviteit doordat het bijvoorbeeld een component omvat die een hoge emissiviteit heeft, bijvoorbeeld silicium hexaboride, boorcarbide, silicium tetraboride, silicium Carbide, molybdeen disilicide, wolfraam disilicide, zircoon diboride, koperchromiet of metaaloxides. Bijvoorbeeld, de laag kan ten minste voor 1% in gewichtspercentage uit deze ten minste één agens met hoge emissiviteit bestaan, bij voorkeur ten minste voor 5%. De laag kan in sommige uitvoeringsvormen verkregen worden op basis van een oplossing in water van een alkalimetaalsilicaat of aardalkalimetaalsilicaat, zoals kaliumsilicaat, natriumsilicaat, calciumsilicaat of magnesiumsilicaat, een vulmiddel, zoals siliciumdioxide, aluminiumoxide, titaniumdioxide, magnesiumoxide, calciumoxide of booroxide, en de ten minste één component met hoge emissiviteit.

De laag kan in het bijzonder geschikt zijn om een bescherming op lange termijn te bieden tegen metaaloxidatie. De laag kan bij voorkeur geschikt zijn voor temperaturen tot 900°C, bij voorkeur zelfs tot 1300°C of hoger. Dit wil zeggen dat de chemische samenstelling en fysische eigenschappen van deze laag substantieel stabiel blijven tot deze temperaturen, en dat, bijvoorbeeld, de laag niet verglaasd, smelt, uitloopt of afschilfert. Voorbeelden van geschikte lagen zijn: sealmet, codemark of HE-2700, geproduceerd door Zyp Coatings, Inc. De laag kan aangebracht zijn door middel van verven, vernevelen, spin-coaten of een andere gekende techniek voor het aanbrengen van lagen. De laag kan een deklaag of toplaag zijn. Alternatief kan ook gebruik gemaakt worden van een oxidatielaag, bijvoorbeeld bekomen door een roestvrij stalen warmtewisselaar te oxideren in één of ander zuur.

In bepaalde uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding, kan de tenminste één warmtewisselaar 15 aangebracht worden in een zone van de koeloven, zoals in de zone A hierboven beschreven of een deelgebied daarvan. Deze zone kan aangepast zijn om het vlakglasproduct snel te koelen tot een bovenste relaxatietemperatuur van het glas. Het is een voordeel van dergelijke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat afkoeling naar de bovenste relaxatietemperatuur, bv. 549°C, snel kan gebeuren door de hoge emissiviteit van de laag 20 aangebracht op de tenminste één warmtewisselaar 15. Dit wil zeggen dat het glasoppervlak ook snel hard wordt en dus kunnen ook de residuele spanningen in het glas beperkt worden. De tenminste één warmtewisselaar 15 kan bijvoorbeeld onder het vlakglasproduct aangebracht worden. Ter vergelijking, veronderstel een RVS warmtewisselaar of groep van warmtewisselaars aangebracht in een zone A van een koeloven, zowel boven als onder de doorvoerzone van het vlakglasproduct. Zonder de laag 20 zou het RVS materiaal van de warmtewisselaars een emissiviteit van ongeveer 0,3 bezitten, terwijl met de laag 20 hierop aangebracht de emissiviteit kan stijgen tot, bijvoorbeeld, 0,9. Dit wil zeggen dat door enkel een laag aan te brengen op de onderste warmtewisselaar of warmtewisselaars, ongeveer 1,7 maal zoveel warmte kan onttrokken worden per tijdseenheid.

De tenminste één warmtewisselaar 15 kan tenminste twee warmtewisselaars omvatten dewelke boven en/of onder de laterale randen van het vlakglasproduct zijn aangebracht. Bijvoorbeeld, het vlakglasproduct kan in een transversale richting, loodrecht op de doorvoerrichting 11, verdeeld worden in een centrale zone en twee perifere zones, waarbij deze perifere zones zich vanaf de zijlingse randen uitstrekken. Boven deze perifere zones en/of onder deze perifere zones kunnen de warmtewisselaars 15 met laag 20 aangebracht zijn om zo een efficiënte koeling van de randen van het vlakglasproduct te bekomen. Bijvoorbeeld, indien het vlakglasproduct een dun glasproduct is, bijvoorbeeld met een dikte kleiner dan 1,5 mm, bijvoorbeeld met een dikte kleiner dan 1 mm, bijvoorbeeld een dikte van 0,5 mm, of zelfs een dikte kleiner dan 0,5 mm (een dikte tot O.lmm kan principieel gehaald worden), kan een efficiëntere koeling van de randen voordelig zijn. Immers, de randen van het vlakglasproduct zijn voor dunne vlakglasproducten typisch dikker dan de centrale zone, bijvoorbeeld ten gevolge van een wals- en/of oprekproces. Door de warmtewisselaars 15 aan deze dikkere randen te plaatsen kunnen de thermische gradiënten over het glasproduct beter gecontroleerd worden.

In uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding kan het vlakglasproduct een glasproduct met lage emissiviteit zijn. Bijvoorbeeld, een vlakglasproduct waarop vóór afkoeling in de koeloven een laag is aangebracht om de emissiviteit van het glasproduct te verlagen. Een dergelijk glasproduct met lage emissiviteit kan bijvoorbeeld geschikt zijn om een twee- of meerlagig glaspaneel samen te stellen met goede thermische isolatie-eigenschappen. Het is een voordeel dat een kleine warmteweerstand kan bekomen worden tussen het glasproduct met lage emissiviteit en het koelmedium in de warmtewisselaars door gebruik van een inrichting volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De ten minste één warmtewisselaar kan bijvoorbeeld bestaan uit een enkele rechthoekig prismavormige warmtewisselaar die substantieel de volledige breedte van het vlakglasproduct bestrijkt, en die onder het vlakglasproduct geplaatst is. Op deze manier kan op eenvoudige wijze een gelijkmatige koeling verkregen worden van het vlakglasproduct. Dit kan bijvoorbeeld in het bijzonder voordelig zijn indien het vlakglasproduct een glasproduct met lage emissiviteit is. Alternatief kan hiervoor eveneens een reeks van elementen worden gebruikt.

In FIG. 4 tot 6 zijn drie mogelijke specifieke uitvoeringsvormen weergegeven volgens de onderhavige uitvinding. De onderhavige uitvinding is echter niet beperkt tot deze specifieke uitvoeringsvormen De eerste specifieke uitvoeringsvorm, weergegeven in FIG. 4, toont een inrichting welke in het bijzonder geschikt kan zijn voor gebruik in een koeloven voor normaal "float" glas. In de zone A van de koeloven is zowel boven als onder het glasproduct 10, dat wordt getransporteerd over rollen 12, ten minste één warmtewisselaar 15 aangebracht. De ten minste één warmtewisselaar 15 dewelke onder het glasproduct is aangebracht kan voorzien zijn van een laag 20 die ten minste één agens met hoge emissiviteit bevat, terwijl de ten minste één warmtewisselaar 15 dewelke boven het glasproduct is aangebracht niet is voorzien van dergelijke laag.

De tweede specifieke uitvoeringsvorm, weergegeven in FIG. 5, toont een inrichting welke geschikt kan zijn voor gebruik in een koeloven voor glas met lage emissiviteit. Zowel in de zone A als in de zone B van de koeloven kan zowel boven als onder het glasproduct 10 ten minste één warmtewisselaar 15 aangebracht zijn. De ten minste één warmtewisselaar 15 dewelke onder het glasproduct is aangebracht kan voorzien zijn van een laag 20 die ten minste één agens met hoge emissiviteit bevat, terwijl de ten minste één warmtewisselaar 15 dewelke boven het glasproduct is aangebracht niet is voorzien van dergelijke laag. Het efficiënte warmtetransport dat wordt bekomen door het gebruik van laag 20 kan zorgen voor een homogene en goed controleerbare koeling en kan bijgevolg een laag risico op breuken impliceren.

De derde specifieke uitvoeringsvorm, weergeven in FIG. 6, toont een inrichting die geschikt kan zijn voor gebruik in een koeloven voor dun of ultradun glas. In de zones A, B en C kunnen warmtewisselaars boven en onder het glasproduct 10 aangebracht zijn. De warmtewisselaars boven en onder de randen van het glasproduct 10 kunnen voorzien zijn van een laag 20 die ten minste één agens met hoge emissiviteit bevat, terwijl de centraler opgestelde warmtewisselaars niet zijn voorzien van dergelijke laag. Het is een voordeel van dergelijke uitvoeringsvorm dat het dunne glas, dat typisch dikkere randen door het specifieke productieproces van dun vlakglas, krachtiger gekoeld wordt aan de randen.

In een tweede aspect, betreft de onderhavige uitvinding eveneens het gebruik van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven voor de productie van een vlakglas product. Zo'n gebruik kan zeer voordelig resulteren in een vlakglas product met een lage residuele spanning, bijvoorbeeld wanneer de koeling in zone A wordt gepromoot door gebruik van gecoate warmtewisselaars in deze zone. Zo'n gebruik kan eveneens zeer voordelig resulteren in goede dunne vlakglas producten, met een gemiddelde dikte kleiner dan 4 mm. Typisch wordt voor deze producten de rand dikker gemaakt, zodat er een verschillend thermisch koelprofiel moet aangelegd worden om een koeling te verkrijgen waarbij zich niet al te grote thermische gradiënten voordien over de breedte van het glas. Een ander specifiek voorbeeld van een voordelig gebruik is voor de productie van vlakglas product met laag emissie coating. Een accurate thermische behandeling voor dit type glas is moeilijk gezien de lage emissie coating op het vlakglas, maar kan voordelig gebeuren gebruik makend van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

In nog een verder aspect, betreft de uitvinding een vlakglas product bekomen door gebruikte maken van een koeloven inrichting zoals hierboven beschreven.

De voorgaande beschrijving geeft details van bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding. Het zal echter duidelijk zijn dat, hoe gedetailleerd het voorgaande ook blijkt in tekst, de uitvinding op vele manieren kan toegepast worden. Het moet opgemerkt worden dat het gebruik van bepaalde terminologie bij het beschrijven van bepaalde kenmerken of aspecten van de uitvinding niet moet worden opgevat te impliceren dat de terminologie hierin opnieuw wordt gedefinieerd om te worden beperkt tot specifieke kenmerken van de kenmerken of aspecten van de uitvinding waarmee deze terminologie gekoppeld is.

Claims (19)

1- Een koeloven inrichting (1) voor het gecontroleerd koelen van vlakglas product (10) dat doorheen de koeloven wordt voortbewogen, waarbij dit gecontroleerd koelen van een temperatuur waarin het vlakglas product zich in een vloeistoffase bevindt naar een lagere temperatuur waarbij het vlakglas product zich in een vaste fase bevindt verloopt, de inrichting omvattende een veelheid aan warmtewisselaars (15) om warmte te onttrekken aan het vlakglas product (10) en deze warmte af te voeren, daardoor gekenmerkt dat minstens één van de warmtewisselaars (15) een laag (20) omvat, waarbij deze laag (20) een hoge emissiviteit heeft.

2. De koeloven inrichting (1) volgens conclusie 1, waarbij de laag (20) een emissiviteit van ten minste 0,5 bezit.

3. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de minstens één van de warmtewisselaars (15) met een laag (20) een subset van warmtewisselaars met een laag is van de veelheid aan warmtewisselaars, en waarin de subset van warmtewisselaars een vooraf bepaalde spatiale distributie heeft om een specifiek koelproces te bekomen voor het vlakglas product.

4. De koeloven inrichting (1) volgens de voorgaande conclusie, waarin: - de koeloven inrichting (1) is aangepast om het vlakglas product (10) te ontvangen aan een temperatuur hoger dan een bovenste relaxatietemperatuur van het vlakglas product, om in een eerste zone een eerste koeling voor het vlakglas product te voorzien tot aan de bovenste relaxatietemperatuur van het vlakglas product, om in een tweede zone een tragere koeling dan de eerste koeling te voorzien voor het vlakglas product met een temperatuur tussen de bovenste relaxatietemperatuur en een onderste relaxatietemperatuur van het vlakglas product, en om in een derde zone opnieuw een koeling sneller dan de tragere koeling van het vlakglas product te voorzien voor vlakglas product kouder dan de onderste relaxatietemperatuur, - waarin de subset van warmtewisselaars (15) met een laag (20) minstens warmtewisselaars omvat in de eerste zone om het vlakglas product snel te koelen tot een bovenste relaxatietemperatuur van het glas.

5. De koeloven inrichting (1) volgens conclusie 4, waarin de subset van warmtewisselaars (15) met een laag (20) in de eerste zone zowel warmtewisselaars (15a) omvat die zich boven het vlakglas product (10) bevinden als warmtewisselaars (15b) omvat die zich onder het vlakglas product (10) bevinden, wanneer het vlakglas product doorheen de koeloven inrichting wordt getransporteerd.

6. De koeloven inrichting (1) volgens één van de conclusies 3 tot 5, waarin de koeloven inrichting (1) rollers (12) omvat voor het transporteren van het vlakglas product (10), en waarin de subset van warmtewisselaars (15) met een laag (20) warmtewisselaars (15b) omvat die zich aan de onderzijde van het vlakglas product (10) bevinden.

7. De koeloven inrichting (1) volgens één van de conclusies 3 tot 6, waarin de subset van warmtewisselaars (15) met een laag (20) meer warmtewisselaars omvat nabij de laterale randen van het vlakglas product (10) dan in het midden van het vlakglas product (10).

8. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de minstens één warmtewisselaar (15) een roestvrij stalen warmtewisselaar is.

9. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de laag (20) minstens één component omvat uit de groep van silicium hexaboride, boorcarbide, silicium tetraboride, silicium Carbide, molybdeen disilicide, wolfraam disilicide, zircoon diboride, koperchromiet of metaaloxides.

10. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de laag (20) verkregen is door coating op basis van een oplossing in water van een alkalimetaalsilicaat of aardalkalimetaalsilicaat, een vulmiddel en ten minste één component omvat uit de groep van silicium hexaboride, boorcarbide, silicium tetraboride, silicium carbide, molybdeen disilicide, wolfraam disilicide, zircoon diboride, koperchromiet of metaaloxides.

11. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar (15) de vorm van een rechthoekig prisma bezit, met een lengte in het bereik van 2,5 m tot 4 m, een breedte in het bereik van 10 mm tot 1000 mm en diepte van minder dan 200 mm.

12. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar (15) de vorm van een cilindrische buis bezit.

13. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaar (15) tenmiste één warmtewisselaar-element en een beschermplaat omvat.

14. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de tenminste één warmtewisselaar (15) evenwijdig is aangebracht met de richting (11) waarin het vlak glasproduct (10) wordt voortbewogen.

15. De koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de tenminste één warmtewisselaar (15) een laag (20) heeft aan zowel binnenzijde als buitenzijde.

16. Gebruik van een koeloven inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies voor de productie van een vlakglas product (10).

17. Gebruik van een koeloven inrichting (1) volgens conclusie 16 voor het produceren van een vlakglas product (10) met een lage residuele spanning.

18. Gebruik van een koeloven inrichting (1) volgens één van de conclusies 1 tot 15 voor het produceren van een vlakglas product (10) met een gemiddelde dikte kleiner dan 2 mm.

19. Gebruik van een koeloven inrichting (1) volgens één van de conclusies 1 tot 15 voor het produceren van vlakglas product (10) met een laag-emissieve coating.