DD206134B1 - Anordnung zum schmelzen von glasgemenge oder aehnlichen silikatischen stoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schmelzen von Glasgemenge oder ähnlichen silikatischen Stoffen, bei dem der Schmelzprozeß vertikal zum Boden der Schmelzwanne verläuft. Zum Zwecke der

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schmelzen von Glasgemenge oder ähnlichen silikatischen Stoffen, die einen Oberofen, ein Bassin mit einem Bodenablaß für die Schmelze, eine indirekte elektrische Widerstandsheizung im Oberofen und eine direkte elektrische Widerstandsheizung in Form von im Bassin verteilten Elektroden zum Beheizen der Schmelze enthält und bei der die Schmelze in Richtung des Bassinbodens die Schmelzstadien des Aufheizens, Schmelzens, Läuterns und Homogenisierens durchläuft.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Glasschmelzwannen, die mit Elektroenergie beheizt werden, lassen sich in zwei Gruppen einteilen, und zwar in Schmelzwannen mit geschlossener Gemengedecke und solche mit geschlossenem Ofenraum.

Aus den Erfindungsbeschreibungen DD-PS 55122, DD-PS 77049, DE-AS 1082378, DE-OS 2223183 sind Glasschmelzwannen bekannt, bei denen eine stabile Gemengeschicht auf der gesamten Schmelzbodenoberfläche im Betriebszustand vorhanden ist. Geschlossene Gemengedecken haben aber den Nachteil, daß sie zur Krustenbildung neigen und dadurch Anreicherungseffekte und Entgasungsstörungen bewirken. Es besteht bei Schmelzwannen mit geschlossener Gemengedecke stets die Notwendigkeit, einen bestimmten Auslastungsgrad und Scherbenanteil zu gewährleisten.

Elektrisch beheizte Glasschmelzwannen mit geschlossenem Ofenraum, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 1696577 bekannt sind, sind charakterisiert durch einen geschlossenen Ofenraum und eine nicht vollständige Bedeckung der Schmelzbadoberfläche mit dem Gemenge bzw. Einlegegut. Trotz der Erweiterung des Arbeitsbereiches der Schmelzwannen weisen auch diese Lösungen wesentliche Nachteile auf, wie Abschmelzschwierigkeiten und Verringerung der spezifischen Schmelzleistung.

Es sind weiterhin Schmelzwannen bekannt (DE-OS 2341 943) und (DE-OS 2917433), bei denen durch Gaseinblasen im Randbereich des Schmelzbassins oder durch Erzeugung lokalisierter „heißer Flecken" in der Gemengedecke gemengefreie Bereiche auf der Schmelzbadoberfläche geschaffen werden, um die Entgasung zu begünstigen. Diese Maßnahmen führen aber zu erhöhter Korrosion des Feuerfest- und Elektrodenmaterials, beeinflussen die Glasqualität negativ und bewirken erhöhte Energieverluste. Dasselbe trifft für ein aus der DE-OS 2461385 bekanntes Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen von Glas zu, bei denen die einzelnen Glasschmelzstadien von der Aufgabe des Gemenges bis zur Weiterleitung des fertig geschmolzenen Glases nebeneinander liegend angeordnet sind. Dabei befindet sich der Läuterbereich unmittelbar vor der Weiterleitung; er ist vom verkrusteten Gemenge frei, so daß eine Entgasung der Schmelze nur in diesem Bereich ungehindert stattfinden kann. Für die Freihaltung des Läuterbereiches vom Gemenge sorgt eine über diesem Bereich angeordnete Zusatzheizung, der ein Bruchteil des Gesamtenergiebedarfs des Schmelzverfahrens zugeführt wird.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine Anordnung zum Schmelzen von Glasgemenge zu schaffen, die bei Vermeidung der im Stand der Technik vorhandenen Mängel hohe Schmelzleistung gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Elektroenergiezuführung zu der Glasschmelze so zu gestalten, daß in den Wannenbereichen die Energie so freigesetzt wird, daß hohe spezifische Schmelzleistungen erzielt werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die indirekte Widerstandsheizung aus über den gesamten Oberofen verteilten Widerstandsheizelementen besteht, über die zur Beeinflussung des Schmelzprozesses 30% bis 60% des Gesamtenergiebedarfs des Schmelzprozesses und daß über die Elektroden in der Schmelze 40% bis 70% des Gesamtenergiebedarfs des Schmelzprozesses zugeführt werden. Dabei wird durch eine Veränderung der Energieaufteilung das Schmelzverhalten entsprechend dem Durchsatz beeinflußt. Die Veränderung der Energieaufteilung kann aber auch durch unterschiedliche Beaufschlagung einzelner Heizelemente oder Heizgruppen bewirkt werden. Wegen der Befestigung der Widerstandsheizelemente im Oberofen können bei Wannen mit großer Heizfläche mehrere gegeneinander abgestufte Gewölbe vorgesehen sein. Bei Wannen mit_kleiner Schmelzfläche muß das Gewölbe nicht abgestuft sein; es kann auch eine waagerechte Abdeckung verwendet werden. Es ist möglich, die Widerstandsheizelemente in einem konstanten Abstand vom Gewölbe bzw. in einem konstanten Abstand zur Schmelzbadoberfläche anzuordnen.

Ausführungsbeispiel

An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen vertikalen Schnitt durch die Glasschmelzwanne mit abgestuftem Gewölbe in der Wannenlängsachse; Fig. 2: einen Vertikalschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1;

Fig.3: einen vertikalen Schnitt durch die Glasschmelzwanne mit parallel zur Schmelzoberfläche angeordneten

Widerstandsheizelementen in der Wannenlängsachse; Fig. 4: einen vertikalen Schnitt durch die Glasschmelzwanne mit einer waagerechten Abdeckung in der Wannenlängsachse.

Die Schmelzwanne besteht aus dem Schmelzbassin mit den Seitenwänden 1 und dem Boden 16, das mit der Glasschmelze 2 gefüllt ist. In die Glasschmelze 2 sind vertikal durch den Bassinboden 16 geführte Stabelektroden 3 eingeführt. Das Gemenge 4 wird durch die Einlegeöffnung 5 in das Bassin eingelegt, so daß es auf der Glasschmelze 2 schwimmt und sich verteilt. Das Bassin ist durch den Oberofen 6, der aus der Aufmauerung 7 und den Gewölben 8; 9; 10 besteht, abgedeckt. Das Gewölbe 9 ist tiefer angeordnet als die Gewölbe 8 und 10, damit die Widerstandsheizelemente 11 eingebaut und an die Spannungsquelle angeschlossen werden können, wobei die Widerstandsheizelemente 11 durch die Aufmauerung 7 und Zwischenaufmauerung 12 zwischen den Gewölben 8; 9 bzw. 9; 10 geführt sind. Gemäß der Fig. 3 sind die Elektroden 3 horizontal durch die Seitenwände 1 geführt.

Der Abschluß des Oberofens 6 erfolgt durch das Gewölbe 10, das die gesamte Schmelzfläche überdeckt. Die Widerstandsheizelemente 11 sind in einem konstanten Abstand zur Oberfläche der Schmelze 2 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist der Ofenraum 6 durch die waagerechte Abdeckung 17 abgeschlossen, die parallel zur Oberfläche der Schmelze 2 angeordnet ist.

Die Heizelemente 11 weisen einen konstanten Abstand zur Abdeckung 17 und zur Oberfläche der Glasschmelze 2 auf. Durch die Stabelektroden 3 wird ein Anteil von 40% bis 70%, je nach Glasart und Schmelzbedingung, des Gesamtenergieanteils der Elektroenergie in die Glasschmelze 2 eingebracht und in der Glasschmelze 2 durch den Jouleeffekt in Wärmeenergie umgewandelt, die zum größten Teil durch die Konvektionsströmung 13 zum Gemenge 4 hin transportiert wird. Der Anteil von 30% bis 60% des Gesamtenergieanteils wird über die Widerstandsheizelemente 11 im Oberofen 6 in Wärmeenergie umgewandelt und teilweise durch Strahlung 14 dem Gemenge 4 zugeführt. Durch diese Wärmetransportvorgänge werden gute Voraussetzungen für das Schmelzen des Gemenges geschaffen. Der nicht mit Gemenge 4 bedeckte Teil der Glasschmelze 2 schafft günstige Voraussetzungen zur Abgabe der gasförmigen Bestandteile der Glasschmelze 2, wodurch in Verbindung mit der Vielzahl der Konvektionszyklen 13 intensive homogenisierte Glasschmelze 2 den Durchlaß 15 durchläuft.

Claims (5)

1. Anordnung zum Schmelzen von Glasgemenge oder ähnlichen silikatischen Stoffen, die einen Oberofen, ein Bassin mit einem Bodenablaß für die Schmelze, eine indirekte elektrische Widerstandsheizung im Oberofen und eine direkte elektrische Widerstandsheizung in Form von im Bassin verteilten Elektroden zum Beheizen der Schmelze enthält und bei der die Schmelze in Richtung des Bassinbodens die Schmelzstadien des Aufheizens, Schmelzens, Läuterns und Homogenisieren durchläuft, gekennzeichnet dadurch, daß die indirekte Widerstandsheizung aus über den gesamten Oberofen (6) verteilten Widerstandsheizelementen (11) besteht, über die zur Beeinflussung des Schmelzprozesses 30% bis 60% des Gesamtenergiebedarfs des Schmelzprozesses und daß über die Elektroden (3) 40% bis 70% des Gesamtenergiebedarfs des Schmelzprozesses zugeführt werden.

2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstandsheizelemente (11) und/ oder die Elektroden (3) mit unterschiedlichen Energieanteilen beaufschlagt werden.

3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstandsheizelemente (11) in einem konstanten Abstand vom Gewölbe (8; 10) angeordnet sind.

4. Anordnung nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstandsheizelemente (11) parallel zur Oberfläche der Glasschmelze (2) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß der Oberofen (6) ein Gewölbe aufweist, das aus mehreren abgestuften Teilen (8; 9; 10) besteht, und die Widerstandsheizelemente (11) in Aufmauerungen (7) und (12) eingelassen sind.