Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas. Es bestehen zwei Hauptgruppen an Glasschmelzöfen: 1. die Wannenöfen, 2. die T'iegelöfen.
Die Wannenöfen sind einfacher im Be- trieb als die Tiegelöfen und der Brennstoff verbrauch ist kleiner als bei den Tiegelöfen.
Die Glasindustrie benötigt sehr viel Brennstoff. Zweck vorliegender Erfindung ist, nicht nur Brennstoff, sondern gleichzeitig auch die komplizierten und in ihrem Unter halt teuren Rekuperations- und Regenera- tionseinrichtungen einzusparen. Ausserdem soll ein hochwertiges Produkt unter Verwen dung von Tiegelöfen erzielt werden.
Für Wannenöfen ist dieser Zweck annähernd. voll.- kommen erreicht; es wird zur Beheizung von Wannenöfen der elektrische Widerstand der flüssigen Glasmasse ausgenützt.
Dieses Verfahren eignet sich nun nicht zum Herstellen von speziellen Gläsern, für deren Fabrikation der Tiegelofen seine Be deutung nach wie vor beibehalten hat. Unter speziellen Gläsern sollen hauptsächlich die Farb- und Filtergläser sowie das optische Glas im allgemeinen verstanden sein.
Der erstrebte Zweck wird nach dem erfin dungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass man das Schmelzgut in einem durch In duktionsströme im Bereich von 100-30. 10" Hertz erhitzten, eine stromleitende Wandung auf weisenden Tiegel (auch Hafen genannt) zum Schmelzen bringt.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine- Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, die mindestens einen zur Aufnahme des Schmelzgutes bestimmten, doppelwandigen und zwischen den Wandun gen mit einer stromleitenden Füllung ver- sehenen Tiegel aufweist. Ausserhalb des Schmelzgutes und dieses umgebend liegt eine Induktionswicklung, zweckmässig von, sol chen Abmessungen, dass das Schmelzgut rasch geschmolzen werden kann.
Um den dünnflüssigen Glasfluss in Wallung zu brin gen und um denselben zu läutern, ist im Tie gel mindestens eine Induktionsspule so ange ordnet, dass sie einen Umlauf des dünnfliissi- gen Schmelzgutes im Tiegel bewirkt.
In der beiliegenden Zeichnung sind bei- spielsweise Ausführungsformen der Vorrich tung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Tiegel, Fig. 2 eine Variante des Tiegels in axia lem Schnitt, Fig. 3 die Anordnung dreier Tiegel mit: einem gemeinsamen, zum Heizen bestimmten Solenoid.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein mit seitlicher Ausflussöffnung 2 ver sehener, zur Aufnahme des Schmelzgutes be- stimmter Tiegel 1 mit einer zweiten Wan dung 3 umgeben. Der Tiegel 1 besteht aus Schamotte, seine Innenwandung ist mit Zir- konoxyd belegt, damit die Schamotte kein Kohlenoxyd usw. aufnimmt.
Im Zwischen- raum 4 zwischen der Wandung des Tiegels 1 und der Aussenwand 3 ist eine Füllung aus Graphitstaub oder Kohlenstaub vorgesehen. Diese Füllung 4 wind mittels Induktions strömen erhitzt und bringt dadurch das im Tiegel 1 befindliche Schmelzgut zum Schmel zen.
Es werden Induktionsströme im Bereich von 100-30.101 Hertz verwendet. Die Induktionsströme werden durch eine W#,ek- lung 5 zur Wirkung gebracht, die z. B. aus Kupferröhren bestehen und mittels Wasser, Kaltluft usw. gekühlt werden kann.
Um die Füllung 4 zu schützen, kann diese in einer Schutzatmosphäre -eingeschlossen werden: Unter dem Einfluss der Induktionsströme wird das Schmelzgut flüssig, letzteres nimmt an der Leitung der Induktionsströme teil, wodurch der Schmelzvorgang wesentlich be schleunigt wird. Um ein völlig dichtes Glas zu erhalten, also ein solches, das keine Luft einschlüsse, d. h.
Blasen, aufweist, wird die dünnflüssige Glasschmelze in Wallung ge bracht, damit die in rasche Bewegung ver setzte Schmelze die im Glasfluss eingeschlos sene Luft aus dem Glasfluss austreten lässt. Dadurch findet die sogenannte Läuterung des Glases statt. Um diese Wallung des dünn flüssigen Glasflusses zu erreichen, ist ein Elektromagnet 6 vorgesehen, welcher aus einer Induktionsspule 7 und aus einem Eisen kern besteht. Die Spule 7 ist in einem z. B.
aus Schamotts bestehenden Rohr 9 einge baut. Der Elektromagnet 6 ist ausserhalb der Achse I des Tiegels 1 angeordnet; er ver- anla.ssteinen Umlauf der dünnflüssigen Glas masse innerhalb des Tiegels. Durch den Um lauf wird erreicht, dass eingeschlossene Luft aus der Glasschmelze austreten kann und dass die Schmelze homogen wird. Es wird dadurch ein schlierenfreies Glas erzielt.
Der Elektro- magnet kann z. B. mit Luft gekühlt werden, die durch das Schamottenrohr zugeführt wird.
Der Tiegel kann auch, wie in Fig. 2 ge zeigt, so ausgeführt werden, dass der Elek- tromagnet einen in sich geschlossenen Eisen kern 10 erhält.
Für eine Anlage können, wie Fig. 3 zeigt, mehrere Tiegel 11 innerhalb einer gemein- sauren Solenoidspule angeordnet werden. Die Tiegel 11 sind dabei in einem wärmeisolieren den Material eingesetzt.
Der Tiegel könnte statt runden auch rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der zur Aufnahme des Schmelzgutes bestimmte Raum könnte als Hohlzylinder oder als Hohlkegel ausgebildet sein, wobei auf der Innen- wie auf der Aussenwand elektrische Heizwick- lungen angebracht werden können, die ein zeln oder zusammen zur Wirkung gebracht werden können.
Die Spulen können aus einer oder einer Mehrzahl von Windungen bestehen. Die Küh lung derselben ist nicht unbedingt nötig. Für die Wicklung wird vorteilhaft Kupfer ver wendet. Es könnte aber auch ein anderes Ma terial Verwendung finden. Die Füllung :1 (Fig. 1) kann aus losem Pulver oder auch aus einer festen Masse bestehen, die zusam men mit einem Bindemittel zu einem festen Kern geformt wird. Die Füllung könnte auch gesintert werden.
Method and device for melting and refining glass. There are two main groups of glass melting furnaces: 1. the tank furnaces, 2. the crucible furnaces.
The tank furnaces are easier to operate than the crucible furnaces and the fuel consumption is lower than that of the crucible furnaces.
The glass industry uses a lot of fuel. The purpose of the present invention is to save not only fuel, but also the complicated and expensive recuperation and regeneration devices to maintain. In addition, a high quality product should be achieved using crucible furnaces.
For tub ovens, this purpose is approximate. fully achieved; the electrical resistance of the liquid glass mass is used to heat tank furnaces.
This process is now unsuitable for the manufacture of special glasses, for the manufacture of which the crucible furnace has retained its importance. Special glasses should mainly be understood as meaning colored and filter glasses and optical glass in general.
The intended purpose is achieved according to the method according to the invention by the fact that the melting material is produced in an induction stream in the range of 100-30. 10 "Hertz heated, a conductive wall on facing crucibles (also called port) melts.
The subject matter of the invention is also a device for carrying out the method, which has at least one double-walled crucible which is intended to receive the material to be melted and is provided with an electrically conductive filling between the walls. Outside the melting material and surrounding it is an induction winding, expediently of such dimensions that the melting material can be melted quickly.
In order to get the low-viscosity glass flow going and to purify it, at least one induction coil is arranged in the crucible in such a way that it causes the low-viscosity material to circulate in the crucible.
In the accompanying drawings, for example, embodiments of the device are shown schematically, namely: FIG. 1 shows a vertical section through a crucible, FIG. 2 shows a variant of the crucible in axial section, FIG. 3 shows the arrangement of three crucibles with: one common solenoid intended for heating.
In the embodiment according to FIG. 1, a crucible 1, which is provided with a lateral outflow opening 2 and intended to receive the melting material, is surrounded by a second wall 3. The crucible 1 consists of fireclay, its inner wall is covered with zirconium oxide so that the fireclay does not absorb carbon oxide etc.
In the space 4 between the wall of the crucible 1 and the outer wall 3, a filling of graphite dust or coal dust is provided. This filling 4 wind heated by means of induction currents and thereby brings the melting material located in the crucible 1 to melt zen.
Induction currents in the range of 100-30.101 Hertz are used. The induction currents are brought into effect by a W #, ek- lung 5, which z. B. consist of copper tubes and can be cooled by means of water, cold air, etc.
In order to protect the filling 4, it can be enclosed in a protective atmosphere: Under the influence of the induction currents, the melting material becomes liquid, the latter takes part in the conduction of the induction currents, whereby the melting process is significantly accelerated. To obtain a completely tight glass, i.e. one that does not trap air, i.e. H.
Has bubbles, the low-viscosity glass melt is set in motion so that the melt set in rapid motion lets the air trapped in the glass flow escape from the glass flow. As a result, the so-called refining of the glass takes place. In order to achieve this boiling of the thin liquid glass flow, an electromagnet 6 is provided, which consists of an induction coil 7 and an iron core. The coil 7 is in a z. B.
built from fireclay existing pipe 9. The electromagnet 6 is arranged outside the axis I of the crucible 1; it causes the liquid glass mass to circulate within the crucible. The circulation ensures that enclosed air can escape from the glass melt and that the melt becomes homogeneous. This results in a streak-free glass.
The electromagnet can z. B. be cooled with air, which is fed through the chamotte pipe.
As shown in FIG. 2, the crucible can also be designed in such a way that the electromagnet has a self-contained iron core 10.
For a system, as FIG. 3 shows, several crucibles 11 can be arranged within a common acidic solenoid coil. The crucibles 11 are used in a heat-insulating material.
The crucible could also have a rectangular cross section instead of a round one. The space intended for receiving the melted material could be designed as a hollow cylinder or as a hollow cone, with electrical heating windings being able to be attached to the inner and outer walls, which can be activated individually or together.
The coils can consist of one or a plurality of turns. The cooling of the same is not absolutely necessary. Copper is advantageously used for the winding. However, another material could also be used. The filling: 1 (Fig. 1) can consist of loose powder or a solid mass that is formed together with a binder to form a solid core. The filling could also be sintered.