CH239508A - Verfahren zum Schmelzen von Glas und elektrischer Schmelzofen zur Ausführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Schmelzen von Glas und elektrischer     Schmelzofen     zur Ausführung des Verfahrens.    Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zum Schmelzen von Glas und einen  elektrischen Schmelzofen zur     Ausführung    des  Verfahrens.  



  Das Schmelzen von Glas in elektrischen  und in gasgeheizten Öfen ist prinzipiell ver  schieden. Während in den elektrischen Ofen  mit Elektroden die höchste Temperatur des  Bades etwas unterhalb der Oberfläche des  Glasbades liegt, ist bei gasgeheizten Öfen die  höchste Temperatur oberhalb der Niveau  fläche des Glases.  



  Es ist mit grossen     ,Schwierigkeiten    ver  bunden, ein klares und homogenes Glas in  elektrischen Ofen aus denselben Rohstoffen,  wie sie bei gasgeheizten Ofen Verwendung  finden, herzustellen. Da, wie schon erwähnt,  die höchste Temperatur etwas unterhalb der  Niveaufläche herrscht, wird die     Aufsteigung     des abgespalteten Gases verhindert, und die  Folge davon ist das Vorhandensein kleiner  Gasbläschen im Glas.    Dieser Nachteil wird durch das vorlie  gende Verfahren verhindert, und zwar durch  elektrisches Erhitzen des Glases, indem  gleichzeitig mit einem Stromdurchgang durch  die Glasmasse Oberwärme durch Bestrahlung  der Glasoberfläche erzeugt wird.

   In dieser  Weise erreicht man, dass das     Temperatur-          maximum    gegen- die Oberfläche des Glasbades  hin verlegt werden kann.  



  Im elektrischen Schmelzofen zur Ausfüh  rung des Verfahrens     sind    für den Stromdurch  gang durch das Bad Elektroden aus Graphit  oder Eisenangeordnet. Diese Elektroden kön  nen, wenn erforderlich oder erwünscht, mit  Zu-     bezw.    Ablauf für ein     Kühlmedium    aus  gestattet     sein.    Die Oberwärme kann     in    irgend  einer geeigneten Weise,     zum    Beispiel durch  Reizstäbe oder Metallspiralen, durch Erhit  zung des Ofengewölbes     usw.,    zugeführt wer  den.  



  Zwei Ausführungsbeispiele des erfin  dungsgemässen Schmelzofens sind in der bei-      liegenden Zeichnung dargestellt; an Hand  derselben wird auch das Verfahren selbst bei  spielsweise erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 einen     Schmelzofen    im Aufriss,       Fig.2    einen Horizontalschnitt nach der  Linie     C-C    in     Fig.    1,       Fig.3    einen Querschnitt teils nach der  Linie     A-A,    teils nach der Linie     B-B,    in       Fig.    1,

   und       Fig.4    ebenfalls einen Querschnitt teils  nach der Linie     D-D    und teils nach der Linie       E-E    in     Fig.    1.  



       Fig.5    zeigt einen Schnitt durch einen  Ofen mit erhitztem Gewölbe und       Fig.    6 einen Querschnitt der     Fig.    5.  



  Unter Bezugnahme auf die Zeichnung be  zeichnet 1 das Ofenmauerwerk, 2, 3 und 4  den Schmelzofen     bezw.    den Klär- und Arbeits  ofen und 5 das Glasbad. In allen Ofen sind  Elektroden für den Stromdurchgang durch  das Glasbad angeordnet. Diese Elektroden,  die aus Graphit,     kohlenstoffarmem    Eisen oder  ähnlichen für das Glasschmelzen geeigneten  Stoffen bestehen können, sind mit 6 bezeich  net. Die Elektroden können wasser- oder gas  gekühlt in den Ofen zweckmässig durch leicht  auswechselbare Steine 8 in der     Flusslinie    des  Glasbades eingeführt sein.  



  Über dem Glasbad sind     Heizstäbe,    Metall  spiralen oder dergleichen zur Abgabe von  Strahlungswärme an die     Badoberfläche    an  geordnet. Diese, die auf der Zeichnung nur in  dem Klär-     bezw.    Arbeitsofen gezeigt sind,  sind mit 9 bezeichnet, können jedoch auch im  Schmelzofen angeordnet sein. Die Heizstäbe  usw. werden waagrecht durch das Mauer  werk -     wie    es aus     Fig.    4 hervorgeht - oder  in anderer geeigneter Weise geführt. Als  Heizstäbe haben sich besonders solche aus       Siliziumkarbid    bewährt.' Die kugelförmigen  Enden dieser Stäbe werden von einem kon  kaven Kontaktstück aus besonders wärme  beständigem Material umspannt.

   Das Kon  taktstück ist wassergekühlt und wird mittels  Druck gegen das     Stabende    gedrückt. Ein sol  cher Heizstab kann zum Beispiel eine  Wärmemenge von zirka 6     keal/sec    bei einer    Oberflächentemperatur des Stabes von     1500'C     übertragen.  



  In     Fig.    5 und 6 ist eine andere Ausfüh  rungsform für die Zufuhr von Oberwärme  gezeigt. 1 bezeichnet auch hier das Ofen  mauerwerk. Im     Gewölle    12 des Ofens ist  eine Reihe von Kanälen 14 angeordnet, die  sich über die ganze Länge des Gewölbes er  strecken, und deren beide Enden nach der  Oberfläche herausführen. In diese Kanäle  ist eine pulverförmige Masse 15, zum Beispiel  Kohlengriess oder ähnliche halbleitende Ma  terialien, eingelegt, und an jedem Ende     sind     Elektroden 16 angeordnet. Die Packung     des     pulverförmigen Materials bestimmt den  Widerstand und damit. die Stromstärke. Je  fester die Packung, um so grösser die Strom  stärke.

   Die Kanäle sind im Gewölbe möglichst  dicht angeordnet, so dass die Temperatur in  der innern     Gewölbeoberfläche    über die ganze  Fläche möglichst konstant wird. Die innere       Gewölbefläche    wird aus     Gewölbeziegeln    mit  hoher     Wärmeleitungszahl,    wie Silizium  karbidsteine oder     Muffelchamotte,    gebildet.  Gleichzeitig wird für gute Isolation 13 auf  der Oberfläche gesorgt.  



  Das Ofengewölbe kann auch einen ein  zigen Hohlraum enthalten, der sich über die  ganze     Gewölbefläche    erstreckt. Die Elek  troden 16 werden dann vorzugsweise längs  der Langseiten des Ofens angeordnet oder  derart, dass der Stromdurchgang quer zur  Längsrichtung des Ofens geschieht. Durch  diese Ausführung wird eine vollkommen  gleichmässige Temperatur über die ganze     Ge-          wölbefläche    gewährleistet, indem die Fläche  von der glühenden     Widerstandsmasse    gedeckt  ist.  



  Auf der Zeichnung     Fig.    1 ist die Tempe  raturkurve im Schmelz- und Klärofen an  gedeutet. Im Schmelzofen, wo sie mit 10 be  zeichnet und wo wegen des Vergleichs keine  Oberwärme gezeigt ist, liegt das     Temperatur-          maximum    am weitesten rechts auf der Kurve  und, wie ersichtlich, unterhalb der     Badober-          fläche.    Dadurch, dass die höchste Temperatur  ungefähr mitten im Bade herrscht, wird die       darüberliegende    kältere Glasmasse     steifer         und mehr unbeweglich sein und den Gas  durchgang hemmen, während die Gasabspal  tung wegen der niedrigeren Temperatur lang  samer vonstatten geht.  



  Anders sind die Verhältnisse im Klär  und Arbeitsofen, wo Oberwärme vorgesehen  ist. Die Temperaturkurve     37,    die der Einfach  heit halber nur im Klärofen eingezeichnet ist,  zeigt hier steigende Temperatur nach der  Oberfläche zu. Eine Folge davon ist, dass die  kleinen Glasbläschen wachsen, wenn sie stei  gen, und gesteigerten Auftrieb erhalten, so  dass das Glas leicht und schnell geklärt wird.  Dadurch sind die Bedingungen für ein homo  genes und reines Glas gegeben.  



  Durch das vorliegende Verfahren erreicht  man auch den Vorteil einer intensiven Zusam  menmischung des neugeschmolzenen und des  alten Glases im Ofen. Durch die Kombination  von Stromdurchgang und Oberwärme erreicht  man gegenüber gasgeheizten Öfen eine er  höhte Temperatur weiter unten im Glasbad.  Die dadurch erreichte kleinere Viskosität be  wirkt mit der leichteren Gasabspaltung zu  sammen eine raschere Homogenisierung des  Glases, als dies bei gasgeheizten Öfen der Fall  ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCIHE: I. Verfahren zum Schmelzen von Glas, gekennzeichnet durch elektrisches Erhitzen des Glases, indem gleichzeitig mit einem Stromdurchgang durch die Glasmasse Ober wärme durch Bestrahlung der Glasoberfläche erzeugt wird. II. Elektrischer Schmelzofen zum Aus führen des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Schmelz-, Klär- und Arbeitsofen mit Elektroden für die Stromzuführung zur Glasmasse und mit über der Glasmasse angebrachten, elektrisch er hitzten Elementen zwecks Erzeugung von Oberwärme durch Bestrahlung der Glasober fläche ausgestattet sind.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Schmelzofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwärme durch Strahlung vom erhitzten Gewölbe, in welchem Kanäle zur Aufnahme eines pulver- förmigen Widerstandsmaterials angeordnet sind, erzeugt wird. 2. Schmelzofen nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass im Gewölbe eine Reihe nebeneinanderliegender, sich über die ganze Ofenlänge erstreckender Kanäle an geordnet ist. 3.

   Schmelzofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Gewölbe ein sich über die ganze Gewölbeoberfläche er streckender Hohlraum vorgesehen ist. 4. Schmelzofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Abgabe von Strahlungswärme bestimmten Elemente die Form von Stäben aufweisen und waag recht über der Oberfläche des Glasbades an geordnet sind.