CH499466A - Verfahren zur Herstellung von Glas - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Glas

Info

Publication number
CH499466A
CH499466A CH1666264A CH1666264A CH499466A CH 499466 A CH499466 A CH 499466A CH 1666264 A CH1666264 A CH 1666264A CH 1666264 A CH1666264 A CH 1666264A CH 499466 A CH499466 A CH 499466A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
glass
cupola
poise
briquettes
viscosity
Prior art date
Application number
CH1666264A
Other languages
English (en)
Inventor
Wendell Garrison Jack
Original Assignee
United States Gypsum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United States Gypsum Co filed Critical United States Gypsum Co
Publication of CH499466A publication Critical patent/CH499466A/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/06Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/12Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions

Description


  
 



  Verfahren zur Herstellung von Glas
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Glas und insbesondere auf das Schmelzen von Glas in einem Kupolofen wobei bevorzugt ein Glas erzeugt wird, das für die Herstellung gleichmässiger feiner Glasfasern verwendet werden kann.



   Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Glasfasern verwendet man einen Ofen, der eine das geschmolzene Glas enthaltende Wanne aufweist.



   Diese Wannen sind grosse feuerfeste Konstruktionen, die bis zu 1000 t Glas in einem Becken von 90 bis 150 cm Tiefe enthält, das von oben geheizt wird.



  Infolge der auftretenden hohen Temperaturen werden zu deren Bau hochqualifizierte Arbeitskräfte und teuere Materialien benötigt. Zusätzlich sind zur Ausnützung der im   Brennmaterial    enthaltenen   Wärmt    energie grosse Wärmeaustauscher notwendig, die beinahe ebensogross wie der Ofen sind.



   Die Beschickung dieser Wanne kann entweder aus Glaskugeln genau bekannter Zusammensetzung oder aus den zur Herstellung der Glasmasse notwendigen Rohstoffen in feingemahlener Form oder aus einem Gemisch der beiden bestehen. Die genauen Beschikkungsverfahren, die verwendeten Mischungen, angewandten Temperaturen, Homogenisierungsschritte und andere Einzelheiten sind von Ofen zu Ofen verschieden und stellen eine der in dieser Industrie notwendigen Fertigkeiten dar. Bei den normalerweise angewandten Temperaturen ist eine Verweilzeit der Glasmasse von etwa 24 Stunden normal, wobei vielleicht ein Viertel dieser Zeit zum Schmelzen und der Rest zum Raffinieren und Homogenisieren der Glasmasse dient.

  Die beiden letztgenannten Schritte benötigen eine lange Zeit, weil das Glas in der Wanne relativ ruhig ist; eine Bewegung desselben wird nämlich nur durch Wärmegradienten im Glas hervorgerufen, welche etwas Konvektion erieugt. Im allgemeinen kann gesagt werden, dass die so sehr erstrebt Homogenität des Glases von jedem einzelnen Schritt der Glasherstellung, vom Mahlen, Sichten und Mischen der Rohmaterialien bis zur Verformung des Glases zum Endprodukt, beeinflusst wird und von ihm abhängt.



   Es ist sehr schwierig den Ausstoss eines Glasofens wechselnden Produktionsplänen anzupassen, und der Bedarf muss lange im Voraus vorhergesehen werden.



  Das Anheizen und Beschicken der Glaswanne kann leicht mehrere Tage dauern, und wenn der Bedarf nachlässt, kann die Produktion nicht ganz angehalten werden sondern muss auf einem niedrigen Produktionsniveau fortgesetzt werden, selbst wenn das in diesem Zeitabschnitt produzierte Glas verworfen wird, Versuche die Produktion in Zeiten grossen Bedarfs durch Anwendung hoher Temperaturen zu steigern, setzen die Lebensdauer der den Ofen bildenden feuerfesten Materialien herab. Überdies liegen Anzeichen dafür vor, dass diese erhöhten Temperaturen die Auskristallisierung in der Glasschmelze fördert und daher deren Verwendung vereiteln. Die lange Anheiz und Abkühlzeit der bekannten Glasöfen macht es notwendig, dass deren Betriebszyklus, für einen wirtschaftlichen Betrieb, etwa drei Jahre dauert.



   Unter allen physikalischen Eigenschaften des Glases, die bei der Herstellung von Artikeln aus ihm in Betracht gezogen werden müssen, ist die Viskosität eine der wichtigsten. Glas weist nicht im eigentlichen Sinne des Wortes einen Schmelzpunkt auf, sondern erweicht, wenn man seine Temperatur erhöht, allmählich bis der Punkt erreicht ist, wo es in die gewünschte Form gebracht werden kann. Es ist wohlbekannt, dass Glas bei der richtigen Viskosität zu biegsamen, starken, äusserst nützlichen Fasern verarbeitet werden kann.



   Diese Eigenschaft der Viskosität, die bei der Verformung von Glas so erwünscht ist, machte es bisher unmöglich, Glas in einem Kupolofen zu schmelzen.



  Beim normalen Betrieb wird ein vertikaler Kupolofen unten mit einer Schicht Brennmaterial, vorzugsweise Koks, bis zu einer Höhe, die etwa   t/4    bis 1/2 des Durchmessers des Kupolofens entspricht, gefüllt. Darauf folgt eine Schicht des zu schmelzenden Materials, und es  können weitere Schichten Brennmaterial und Rohmaterialien zugegeben werden. Dabei sind diese Materialien so geformt und von einer sol-chen Grösse, dass in der Füllung eine grosse Anzahl miteinander in Verbindung stehender Hohlräume verbleiben. Diese Hohlräume lassen die Verbrennungsprodukte abziehen, wenn der Koks verbrannt wird, und sind daher für den Betrieb wesentlich. Der Koks unten im Bett wird beim Schmelzen des darüberliegenden Materials verbraucht und wird, wenn darauffolgende Schichten angewandt werden, in dem Masse durch diese ersetzt als geschmolzenes Material abgezogen wird.

  Der zur Verbrennung des Koks notwendige Sauerstoff kann als Luft durch nahe dem Boden des Kupolofens angeordnete Rohrleitungen zugeführt werden. Wenn die Be schickung nahe der Oberfläche des   weissglúhenden    heissen Koksbettes schmilzt, sickert sie durch das Koksbett hindurch nach unten in eine flache Wanne und schliesslich aus dem   Ausguss    heraus zur weiteren Verwendung, z.B. in eine   Faserherstellungsvorrichtung.   



   Zum Schmelzen von Schlacke angewandt, geht dieses Verfahren ohne Schwierigkeiten vonstatten, da die Schlacke bei einem scharfen Schmelzpunkt zu einer niedrigviskosen Flüssigkeit schmilzt. Wird der Kupolofen jedoch mit Glas oder Glasrohmaterialien beschickt und wird versucht diese zu schmelzen, erweichen sie zu einem zusammenhängendem, viskosen, plastischen Masse, welche sich über das ganze Innere des Kupolofns ausbreitet und die Gas durchgänge verschliesst.



  Dies wiederum schränkt die Verbrennung des Koks so ein, dass das Schmelzen nicht fortgesetzt werden kann.



   Der Kupolofen weist gegenüber dem Wannenofen viele Vorteile auf, so u. a. niedrige Investitionskosten, hohe Produktionskapazität, Flexibilität und niedere Betriebskosten. Ein grosser Kupolofen kann beim Schmelzen von Schlacke zwecks Anpassung an wechselnde Produktionsprogramme ohne Schaden im Verlaufe von Stunden angefahren oder stillgelegt werden.



  Produktionsmengen von mehr als einigen tausend Kilogramm lassen sich ohne weiteres erzielen.



   Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus der Geometrie des Kupolofens und seiner Beschickung. In einem herkömmlichen Glasofen, in welchem das Glas von oben durch Strahlung und Konvektion geheizt wird, werden nur etwa 20   O/o    der Wärmeenergie des Brennstoffes auf das Glas übertragen. Im Kupolofen werden dagegen etwa 25   O/o    der Wärmeenergie des   Brennofen    auf das geschmolzene Produkt übertragen.



   Infolge der Vorteile des Kupolofens zum Schmelzen von Schlacke wurden zahlreiche Versuche unternommen, seine Bauart oder seine Betriebsweise so abzuändern, dass Glas geschmolzen werden kann, doch konnte sich keiner dieser Vorschläge wirtschaftlich durchsetzten. Im Zentrum montierte Konstruktionen zum Tragen der Glasrohmaterialien bei deren Schmelzen vermochten die Schmelze nicht daran zu hindern, dass sie den Kupolofen verstopfte. Ebensowenig   verhin-    derten an den Wänden montierte geneigte Ablenkplatten dieses Verstopfen. Ebenso unwirksam waren bei Versuchen einen genügenden Abzug der Verbrennungsprodukte sicherzustellen, Anordnungen mit von oben nach unten fortschreitender Verbrennung und unkonventioneller Kaminbelüftung.

  Trotz all dieser Probleme war jedoch klar, dass die Entwicklung eines Verfahrens mittels welchem Glas in einem Kupolofen geschmolzen werden könnte, einen enormen technischen Fortschritt darstellen würde.



   Es wurde nun gefunden, dass ein Glas, welches vorwiegend aus Silicium-, Bor-, Natrium- und Calciumoxyden besteht und eine Viskosität von höchstens 200 Poise bei 11500 C und von höchstens 50 Poise bei   1370"C    aufweist, ohne weiteres aus brikettierten feingemahlenen Rohstoffen in einem Kupolofen erschmolzen werden kann, ohne dass sich eine zusammenhängende, die Reaktion abbrechende Mas!se   bildet.    Die Zusammensetzung des Glases erlaubt seine Raffination und Homogenisierung im Kupolofen selbst, und seine Viskosität ermöglicht, dass es gegebenenfalls in wirtschaftlicher Weise zu Glasfasern ausgezogen werden kann.



   Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung eines Glases aus seinen Komponenten durch   Zusanunenschmelzen    von Quarz mit Materinlien, die zusammen mit dem Quarz ein Glas bilden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Rohmaterialien zerkleinert, innig vermischt und zu Briketts verformt, diese schichtweise abwechselnd mit Koks in einen Kupolofen einbringt und anschliessend die brikettierten Materialien im Kupolofen zur Bildung eines Glases, welches vorzugsweise eine Viskosität von höchstens 200 Poise bei 11500 C und von höchstens 50 Poise bei   13700    C aufweist, schmilzt.



   Auf diese Weise lässt sich z. B. mit Vorteil ein Natron-Kalk-Borisilikat-Glas herstellen.



   Zweckmässig weist das erfindungsgemässe herzustellende Glas Viskosität auf, die wesentlich unter den erwähnten Grenzwerten liegen, nämlich solche, von etwa 15 bis 200 Poise, vorzugsweise etwa 20 bis 50 Poise, bei   11500 C    und zweckmässig von weniger als 30 Poise, vorzugsweise etwa 2 bis 10 Poise, bei   13700    C, doch hat sich die soeben genannte   untere    Grenze für die Schmelz- und Verarbeitungsstufen nicht als kritisch erwiesen. Für eine Verarbeitung zu Fasern sollte das Glas   zweckmässig    eine Viskosität zwischen etwa 30 und 500 Poise, vorzugsweise von etwa 100 Poise bei   1040"    C aufweisen.



   Gläser mit den erwähnten Viskositätseigenschaften können so zusammengesetzt sein, dass sie pro 2 Mol Calcium- und   Natriumoxyde    etwa 3,5 bis 5 Mol, vorzugsweise etwa 4 Mol, Silicium- und Boroxyde enthalten, wobei für die relativen Molverhältnisse folgende Gleichungen gelten:
X CaO + (2-X)   Na2O    - 2, wobei X zwischen etwa 0,5 und 1,5 liegt; und
Y B203 + (ZY) SiO2 = wobei Y zwischen etwa 0,25 und 1,5 und Z zwischen etwa 3,5 und 5 liegen.

 

   Gläser dieser Zusammensetzung können einen Siliciumoxydgehalt von etwa 34 bis 68   O/o,    einen   B2O3-    Gehalt von etwa 5 bis   31  /o,    einen Calciumoxydgehalt von etwa 5 bis 27   O/o    und einen Natriumoxydgehalt von etwa 7 bis 28   O/o    aufweisen.



   Da die im Handel erhältlichen billigen   Rohmateiia-    lien selten rein sind, können die oben erwähnten Bestandteile gegebenenfalls nur etwa   90  /o    des Glases   ausmachen    während die restlichen 10   O/o    Aluminium-,   Magnesium-,    Kalium-, Eisen- und Phosphoroxyden und -fluoriden und Mischungen derselben bestehen.  



     Die    letztgenannte Stoffgruppe ist als   Verunreini    gung und nicht als kritisch zu betrachten, doch sollten von einer einzelnen Verunreinigung nicht mehr als 5    /o    vorhanden sein, da sie sonst mengenmässig an einen Hauptbestandteil herankäme. Insbesondere sollten   Fluormengen    von mehr als 5   0/o,    bezogen auf die Gesamtmenge, vermieden werden, da sie dazu neigen, die Entglasung zu fördern. Zur Erzielung einer guten Viskositätsregulierung, welche für ein erfolgreiches Schmelzen im Kupolofen und für die Faserherstellung wesentlich ist, hat sich eine Beschränkung des   Silica    umgehaltes auf etwa 57    /o    als angezeigt erwiesen. Die übrigen Bestandteile können innerhalb der oben erwähnten Grenzen variieren.



   Soweit Verunreinigungen die Eigenschaften der Gläser beeinflussen, ist es dem Fachmann ohne weiteres klar, in welcher Weise er die Mengen der Hauptbestandteile verändern muss, damit die Viskositätseigenschaften wieder den gewünschten Werten entsprechen.



  Sind keine Verunreinigungen vorhanden, so ist es notwendig, Y eher höher zu halten, z. B. oberhalb etwa 0,5 wenn Z = 4 und oberhalb etwa 0,9 wenn Z = 5 ist, so dass der   Siliciu°Loxydgehalt    nicht zu hoch wird. Ein bevorzugtes Rezept im Rahmen der obigen Verhältnisse (X = 1,0; Y = 0,7; Z = 4,0) besitzt ungefähr die in Tabelle I angegebene Zusammensetzung. Das Glas weist eine Viskosität von etwa 100 Poise bei   1040C    C, 30 Poise bei   1150C    C und etwa 10 Poise bei   1370C    C auf,
Die Viskositäten wurden nach der wohlbekannten, mit zwei konzentrischen Kohlezylindern arbeitenden Methoden, wobei der innere Zylinder rotiert, bestimmt.



      Tabelle   
Glas zum Schmelzen in einem Kupolofen
SiO2 50,2   O/o       B2OS    13,0   Olo   
CaO 14,3   O/o   
Na2O 15,4   O/o   
F2 3,0%
Al203 1,8   O/o   
MgO 2,3   O/o   
Zur Vorbereitung der Rohmaterialien für den Kupolofen werden sie fein gemahlen (so dass praktisch alles durch ein Sieb mit 0,3 mm Maschenweite durchgeht), wodurch das rasche und gleichmässige Schmelzen unterstützt wird, innig gemischt und dann zu Briketts, welche zur Beschickung des Kupolofens geeignet sind, verformt.



   Es ist wünschenswert, dass das zur Herstellung der Briketts verwendete Bindemittel fähig ist, mit den anderen Rohmaterialien zu reagieren und einen Bestandteil des Glases zu bilden. Auch sollte es eine Oberfläche bilden, die hart und wärmebeständig ist, so dass nicht kleine Teilchen als Staub mit den Abgasen aus dem Kupolofen herausgeblasen werden. Ferner sollte es nicht ausbrennen und die Briketts nicht zerfallen lassen, bevor das dem Schmelzen vorangehende Sintern begonnen hat. Das bevorzugte Bindemittel ist Natriumsilikat ("O"-Qualität) mit einem   Na2O-Gehalt    von 9,16   0/0    und einem   SiO2-Gehalt    von 25.5    /o,    doch können auch andere anorganische Bindemittel, wie Aluminiumphosphat, verwendet werden.

  Auch gewisse organische Bindemittel mit hoher Temperaturbeständigkeit können verwendet werden, z. B. Phenolharz Kernsandbinder oder Asphaltemulsionen.



   Der Feinheitsgrad der gemahlenen Rohmaterialien beeinflusst die Geschwindigkeit, mit welcher das Silikatbindemittel abbindet. Wenn ein übermässiger Anteil der Rohmaterialien Teilchengrössen von weniger als 0,075 mm aufweist, verläuft das Abbinden so schnell, dass eine genügend schnelle Formgebung der Briketts ziemlich schwierig wird.



   Die Koksmenge oder Menge eines anderen Brennmaterials, bezogen auf die Menge der zu schmelzenden   Glasrobstoffe    bzw. die Brikettmenge, kann zwischen 2:1 und 6:1 variieren, wobei für einen Kupolofen von 137 cm Durchmesser 5,5:1 das bevorzugte Verhältnis ist.



   Beispiel
Ein Ansatz von Rohmaterialien für die bevorzugte in Tabelle I wiedergegebene Zusammensetzung wurde hergestellt aus:     Calumnite >     *) 31,2 kg 20,4   O/o   
Razorite **) 26,5 kg 17,3   O/o   
Wasserfreie Soda 21,1 kg 13,8 %
Quarzsand 50,8 kg 33,4 %    Fiusspat    8,6 kg   5,6 ovo   
Natriumsilikat  ( O -Qualität) 14,5 kg 9,5 %
152,7 kg 100,0 %  *)    Calumnits    ist eine von der Illinois Hag   Cc > m-    pany hergestellte reduzierte Schlacke; sie ist ein Gemisch eines Calcium-aluminiumsilikates und eines Calcium-magnesiumsilikates, welche die in Tabelle II angeführte Oxyde in den daselbst angegebenen Mengen liefert. Das meiste Eisen ist entfernt worden.



   Tabelle II   Calumnite  - Typische Zusammensetzung
Siliciumdioxyd 38,0%
Aluminiumoxyd 11,7    /o   
Calciumoxyd 40,0%
Magnesiumoxyd 8,0%
Andere Rest    **) Razorit ist ein dem Borax ähnliches Mineral, das jedoch nur die halbe Menge Kristallwasser aufweist. Infolge Verunreinigungen kann es im allgemeinen nur in Gläsern verwendet werden, bei denen die Farbe unwichtig ist.



   Die trockenen Bestandteile wurden gemahlen bis   100  /o    durch ein Sieb mit 0,15 mm Maschenweite durchgehen, wobei das Mahlen so gesteuert wurde, dass die meisten Teilchen grösser als 0,075 mm waren.



  Die trockenen Bestandteile wurden während mehreren Minuten in einem Bandmischer gemischt; danach wurde das Natriumsilikat, gelöst in 7,6 1 Wasser, zugegeben und weitergemischt. Die eintretende Reaktion bewirkte eine Temperaturerhöhung von 28 bis 440 C.



  Die feuchte Mischung wurde dann schnell in einer handbetriebenen Fleming-Presse zu Briketts verformt.



  Diese wurden auf Roste ausgeschüttet, wo sie gehärtet und entweder luft- oder ofengetrocknet wurden. Die Grösse der Briketts betrug 89 X   102 x 203    mm, doch wurden sie vor dem Beschicken des Kupolofens in zwei Hälften gebrochen.



   31,8 kg Koks wurden in einen Kupolofen von 61 cm Durchmesser gegeben, danach 127 kg der getrockneten Briketts, darauf abwechslungsweise weitere Schichten Koks und Briketts derselben Grösse, bis der Kupolofen vollständig beladen war. Der Beschickungsvorgang wurde in derartigen Abständen von etwa 20 Minuten wiederholt, dass, nachdem der Kupolofen in Betrieb gesetzt war und geschmolzenes Material abgezogen wurde, das gewünschte Niveau an Feststoffen erhalten blieb.



   Die in Kupolofen erzielten Temperaturen betrugen grössenordnungsmässig 19400 C, was ein rasches Fortschreiten des Glasschmelzens erlaubte. Die erzeugte Schmelze wurde beim Fliessen über die heissen Kohlen bewegt, wodurch viel rascher ein einheitliches Produkt erhalten wurde als unter den ruhigen Bedingungen in einem Wannenofen. Beim Herunterfliessen des geschmolzenen Materials durch den Kupolofen traf es auf die aufsteigenden heissen, gasförmigen Verbrennungsprodukte, die reich an Kohlenmonoxyd sein können. Es wird angenommen, dass diese Gegenstrombehandlung stark dazu beiträgt, die beim Schmelzvorgang entstandenen kleinen Gasblasen zu entfernen, so dass das aus dem Kupolofen abgezogene geschmolzene Material nur relativ grosse Blasen enthielt, welche bei der darauffolgenden Verarbeitung leicht entfernt werden konnten.



   Die Schmelze trat aus dem Kupolofen mit einer Temperatur von 1090 bis   1315     C aus, war sehr flüssig und enthielt einige Gasblasen. Eine an diesem Punkt entnommene Probe erstarrte zu einem schwarzen Glas mit   muscheligem    Bruch, das in dünnen Schichten braun erscheint.



   Zur Einstellung einer gleichmässigen und stabilen Viskosität in der Schmelze vor deren Verarbeitung zu Fasern wurde sie in einem Strom von 5,8 cm Tiefe auf einer Bahn von 2,4 m Länge durch einen Vorherd geleitet (Aufenthaltszeit 5 bis 15 Minuten).



   Vom Vorherd wurde die Schmelze mit einer Temperatur von 10400 C zu einem Zentrifugalfasererzeuger bekannter Bauart geleitet, der einen Rotorkorb mit   5/4    mm-öffnung aufwies. Ohne nachträgliches Ausziehen erhielt man Fasern von einem mittleren Durchmesser von 11   y    zusammen mit 14   o/o    Schrot. Mit nachträglichem Ausziehen wurden sehr viel feinere Fasern hergestellt. Diese waren von hellgrauer, beinahe silbriger Farbe und bestanden den Knittertest und andere gebräuchliche Qualitätsteste befriedigend. Der geringe Prozentsatz relativ grosser Blasen in der Schmelze wurde während des Zentrifugalspinnvorganges ohne weiteres entfernt und hatte keine Schwierigkeiten bei der Faserherstellung zur Folge.

  Bei der Prüfung der Fasern konnten keine Einschlüsse von ungeschmolzenem oder nichtumgesetztem Material festgestellt werden, was bedeutet, dass ein vollständig umgesetztes, homogenes Glas in weniger als 20 Minuten Reaktionszeit erhalten worden war. Unter ähnlichen Bedingungen kann ein industrieller Kupolofen mit 137 cm Durchmesser 1800 bis 2700 kg Glas pro Stunde erzeugen.



   Beispiel 2
Das Vorgehen nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die Rohstoffmengen so angepasst wurden, dass ein fertiges Glas mit der in Tabelle III angegebenen Zusammensetzung erhalten wurde. Dieses Rezept entspricht der Gleichung für X = 0,47, Y = 0,935 und Z  = 4,25.



   Tabelle   111   
Glas zum Schmelzen in einem Kupolofen
SiO2 47,0   O/o       B203    15,1 O/o
CaO 6,0   O/o   
Na2O   22,2 ovo   
F2 2,1     /o       A12 3    4,3   O/o   
MgO   2,1 0/o   
K2O 1,2   O/o   
Dieses Glas wies eine Viskosität von etwa 35 Poise bei   1040"    C, etwa 18 Poise bei   11500 C    und etwa 9 Poise bei   13700    C auf. Es schmolz im Kupolofen sehr gut und konnte ohne Schwierigkeiten zu befriedigenden Fasern gesponnen werden.

 

   Beispiel 3
Das Vorgehen nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Rohstoffmengen so angepasst wurden, dass ein Glas der in Tabelle IV angegebenen Zusammensetzung erhalten wurde. Für dieses Rezept sind X = 1,1, Y =   0,32 und Z    = 4,1.  



   Tabelle IV
Glas zum Schmelzen in einem Kupolofen
SiO2 57,1 %
B2O3 5,8 %
CaO 15,5 %
Na2O 13,6 %
F2 1,1 %
Al2O3 3,6 %
MgO 2,1 %
K2O 0,7 %
Dieses Glas wies eine Viskosität von über 500 Poise bei 10400 C, von etwa 200 Poise bei   1150     C und von etwa 25 Poise bei 13700 C auf. Es stellt daher einen viskoseren Glastyp dar als die in den beiden vorangehenden Beispielen beschriebenen, der bezüglich Viskosität und Siliciumoxydgehalt nahe der oberen Grenze liegt. Bei sorgfältiger Überwachung des Betriebes des Kupolofens konnte auch dieser Typ zufriedenstellend geschmolzen und zu Fasern annehmbarer Qualität versponnen werden.



   Der Betrieb des Kupolofens war ebenfalls zufrie- denstellend, wenn die Briketts gewisse Mengen Glasbruch oder andere Rohmaterialien enthielten, solange die Viskosität und die Glaszusammensetzung innerhalb der oben angegebenen Bereiche lag.

 

   Andere zum Schmelzen in einem Kupolofen geeignete Gläser sind durch ihre Zusammensetzung in Tabelle V erläutert.



     Tabelle V Gläser zum Schmelzen in einem Kupolofen
Beispiel Nr. 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X = 1 1 0,5 0,93 1,5 0,53 1,5 1,0 0,82 1,0% Y = 1 1 1,5 0,64 1,5 0,83 1,5 1,5 0,46 0,7 Z = 3,5 5 5 4,27 3,5 4,15 5 4 4,65 4 CaO 15,0% 11,7% 5,8% 11,8% 24,7% 7,2% 19,5% 13,5% 10,1% 14,1% Na2O 16,6% 13,0% 19,2% 15,4% 9,1% 21,9% 7,2% 15,0% 15,9% 15,6%
B2O3 18,7% 14,7% 21,7% 10,2% 30,8% 14,5% 24,3% 25,3% 7,0% 12,3% SiO2 40,1% 50,5% 43,4% 50,0% 35,4% 47,8% 49,0% 36,2% 55,4% 50,0% Andere 9,6% 10,1% 9,9% 10,9% - 9,8% - 10,0% 11,2% 8,0% Viskosität bei 1200  C (Poise) 19 13 3,0    

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Glas aus seinen Komponenten durch Zusammenschmelzen von Quarz mit Materialien, die zusammen mit dem Quarz ein Glas bilden, dadurch gekennzeichnet, dass man die Rohmaterialien zerkleinert, innig vermischt und zu Briketts verformt, diese schichtweise abwechselnd mit Koks in einen Kupolofen einbringt und anschliessend die brikettierten Materialien im Kupolofen zur Bildung des Glases schmilzt.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Briketts zu einem Glas schmilzt, das eine Viskosität von höchstens 200 Poise bei 11500 C und von höchstens 50 Poise bei 13700 C aufweist.
    2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Natron-Kalk-Borosilikat Glas herstellt.
    3. Verfahren nach Unteranspruch 1 oder Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Glas herstellt, das aus 34 bis 68 O/o SiO2, 5 bis 31 O/o B2O5, 5 bis 27 O/o CaO und 7 bis 28 O/o Na2O besteht.
    4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Rohmaterialien derart mahlt, dass sie durch ein Sieb mit 0,3 mm Maschenweite hindurchgehen und von einem Sieb mit 0,075 mm Maschenweite zurückgehalten werden, anschliessend vermischt und unter Verwendung von wässriger Natriumsilikatlösung als Bindemittel zu Briketts verformt.
CH1666264A 1963-12-27 1964-12-24 Verfahren zur Herstellung von Glas CH499466A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US334025A US3294505A (en) 1963-12-27 1963-12-27 Process of producing glass in a cupola

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH499466A true CH499466A (de) 1970-11-30

Family

ID=23305245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1666264A CH499466A (de) 1963-12-27 1964-12-24 Verfahren zur Herstellung von Glas

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3294505A (de)
BE (1) BE657609A (de)
CH (1) CH499466A (de)
DE (1) DE1496679B2 (de)
GB (1) GB1096465A (de)
LU (1) LU47644A1 (de)
NL (1) NL6415101A (de)
SE (1) SE318069B (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1502663A (fr) * 1966-05-17 1967-11-24 Saint Gobain Procédé de fabrication du verre
US3607189A (en) * 1968-12-23 1971-09-21 Fmc Corp Melting particulate glass batch
US3542534A (en) * 1969-03-10 1970-11-24 Junnosuke Yamamoto Process for pelletizing glassmaking materials
US3969068A (en) * 1974-12-16 1976-07-13 Tusco Engineering Co., Inc. Method for coal firing glass furnaces
US4142907A (en) * 1976-12-30 1979-03-06 Fmc Corporation High sodium oxide composition useful in the manufacture of glass
FI56820C (fi) * 1978-09-27 1980-04-10 Paraisten Kalkki Oy Glaskomposition avsedd foer framstaellning av fibrer
US4345035A (en) * 1980-02-14 1982-08-17 Rockwool International A/S Method of producing molten stone material in a cupola furnace
DK158300C (da) * 1983-01-28 1990-10-01 Rockwool Int Fremgangsmaade til fremstilling af mineraluldprodukter
US4632687A (en) * 1985-06-25 1986-12-30 Ppg Industries, Inc. Method of melting raw materials for glass or the like using solid fuels or fuel-batch mixtures
FR2598792B1 (fr) * 1986-05-13 1988-07-22 Saint Gobain Isover Perfectionnement aux procedes et dispositifs de fusion de materiaux fibrables
US4875853A (en) * 1989-01-23 1989-10-24 Jacques Mage Method and apparatus for charring material
FI86541C (sv) * 1990-08-29 1992-09-10 Partek Ab Råmaterialbrikett för mineralullstillverkning och förfarande för dess framställning
DE4417231C3 (de) * 1994-05-17 2000-06-29 Gruenzweig & Hartmann Verwendung einer Zusammensetzung als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern
DE4447576A1 (de) * 1994-05-28 1996-05-09 Gruenzweig & Hartmann Glasfaserzusammensetzungen
JP2000509006A (ja) 1996-04-24 2000-07-18 オウェンス コーニング 高いki値を有するガラス組成物及びそれから得られる繊維
US6034014A (en) 1997-08-04 2000-03-07 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Glass fiber composition
DE102008014044B4 (de) * 2008-03-13 2013-04-04 Grenzebach Bsh Gmbh Verfahren zur Herstellung von silikatischen Schmelzen
RU2015117643A (ru) * 2012-10-12 2016-12-10 Роквул Интернэшнл А/С Способ и устройство формирования искусственных стекловидных волокон
FR3086740B1 (fr) 2018-09-28 2021-01-01 Saint Gobain Isover Four a bruleur immerge

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA641113A (en) * 1962-05-15 C. Fox Joseph Glass batch preparation
US1061158A (en) * 1911-09-12 1913-05-06 William Newton Best Cupola-furnace.
US1656828A (en) * 1927-01-05 1928-01-17 Edward R Powell Method of and apparatus for producing rock wool
GB314209A (en) * 1928-06-20 1929-06-27 Kurt Kuenzel Improved process and apparatus for the manufacture of glass
US1911379A (en) * 1930-01-03 1933-05-30 Marx Peter Cupola furnace
BE434120A (de) * 1939-02-18 1900-01-01
US2395231A (en) * 1941-09-19 1946-02-19 United States Gypsum Co Cupola furnace
CH259776A (de) * 1944-12-19 1949-02-15 Babcock & Wilcox Co Verfahren zum Herstellen eines hochschmelzenden Produktes, nach dem Verfahren hergestelltes Produkt und Kupolofen zur Ausführung des Verfahrens.
US2564783A (en) * 1948-11-02 1951-08-21 George E Howard Glass melting furnace and method
US2597640A (en) * 1950-10-17 1952-05-20 George E Howard Glass melting method
US2814657A (en) * 1953-11-23 1957-11-26 Lof Glass Fibers Co Method and apparatus for heating glass
US2929675A (en) * 1954-03-23 1960-03-22 Gentex Corp Method for spinning glass fibers
US3001881A (en) * 1955-08-29 1961-09-26 Owens Corning Fiberglass Corp Pre-reacted glass batch and method for producing same
US2958161A (en) * 1957-08-13 1960-11-01 Delos M Palmer Method of melting glass
NL250326A (de) * 1959-04-10
US3198615A (en) * 1961-08-11 1965-08-03 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for melting heat-softenable materials
US3193401A (en) * 1962-01-24 1965-07-06 Cataphote Corp High index glass composition
US3198642A (en) * 1962-07-09 1965-08-03 Owens Illinois Glass Co Glass compositions

Also Published As

Publication number Publication date
SE318069B (de) 1969-12-01
NL6415101A (de) 1965-06-28
DE1496679B2 (de) 1973-02-15
US3294505A (en) 1966-12-27
DE1496679A1 (de) 1969-05-29
GB1096465A (en) 1967-12-29
BE657609A (de) 1965-04-16
LU47644A1 (de) 1965-02-23
DE1496679C3 (de) 1974-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH499466A (de) Verfahren zur Herstellung von Glas
DE2161419C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Silikatglas
EP0869922B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von mineralfasern
DE60307290T2 (de) Herstellung von glas unter verwendung von ausgegaster fritte
DE1421845C3 (de) Verfestigter Glasgegenstand mit einer das Glasinnere umgebenden Oberflächen-Druckspannungsschicht und Verfahren zu seiner Herstellung
US2578110A (en) Production of glass
DE2702529A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von glas
DE1596938B2 (de) Verfahren zur herstellung von mit kobaltoxid gefaerbtem glas in einer relativ grossen schmelzeinrichtung im kontinuierlichen betrieb
DE202020005893U1 (de) Abstehgefäss für eine Schmelzwanne mit Tauchverbrennung
US4313747A (en) Process for making glass with agglomerated refining agents
DE10057285B4 (de) Einschmelzvorrichtung sowie Verfahren zur Erzeugung hoch-UV-transmittiver Gläser
DE2912310A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kugeln aus glasartigen materialien und damit hergestellte kugeln
EP0242872A1 (de) Verfahren zum Aufschäumen von glasbildenden mineralischen Stoffen, insbesondere Flugaschen etc., sowie Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens
DE1901034A1 (de) Verfahren zur Herstellung dunkler Braunglaeser,dunkle Braunglaeser selbst sowie daraus hergestellte Gegenstaende
DE69606523T3 (de) Verfahren zur herstellung von mineralfasern
DE102012224139B4 (de) Schmelzbeschleuniger und Verfahren zur Herstellung von calciumoxidhaltigen Rohstoffgemengen für die Glasherstellung
DE410351C (de) Verfahren zur Herstellung einer porzellanaehnlichen Masse
DE1596754B2 (de) Verfahren zur herstellung eines bernsteinfarbenen glases mit vorherbestimmten farbton unter verwendung einer hochofenschlacke
DE2435455A1 (de) Verfahren zum herstellen von telluritglas
DE1496570C (de) Verfahren zur Herstellung glasknstal liner Korper auf der Grundlage metallur gischer Schlacke
DE2344324A1 (de) Verfahren zur behandlung schwefelhaltiger schlacke und nach diesem verfahren hergestelltes erzeugnis
DE687157C (de) anfallendem Abfallsand
DE1596412B2 (de) Verfahren zur Herstellung von frei fließenden, ausreagierten Briketts fur die Einspeisung in einen Glasschmelz
EP0037084A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Silikatglas
DE1596938C (de) Verfahren zur Herstellung von mit Kobaltoxid gefärbtem Glas in einer relativ großen Schmelzeinrichtung im kontinuierlichen Betrieb

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased