DD229681A1

DD229681A1 - OUTLET

Info

Publication number: DD229681A1
Application number: DD27095984A
Authority: DD
Inventors: Helmut Gneist; Hans-Joachim Illig; Alfons Sommer; Juergen Unbekannt
Original assignee: Glasindustrie Waermetech Inst
Priority date: 1984-12-17
Filing date: 1984-12-17
Publication date: 1985-11-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Auslass fuer Elektrooefen, die nach dem Tiefofenprinzip arbeiten, zum Schmelzen von silikatischen Stoffen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, dass eine Unterbrechung und Wiederingangsetzung des Schmelzflusses durch bzw. im Auslass schnell bewirkt wird, so dass die Verfuegbarkeit des Schmelzofens erhoeht wird. Die Aufgabe besteht darin, einen Auslass zu schaffen, bei dem das Einfrieren der Schmelze und Wiederingangsetzen des Schmelzflusses abschnittsweise erfolgt. Diese Aufgabe wird geloest, wenn der Auslasskoerper aus abwechselnd uebereinanderliegenden, ringfoermigen, metallischen Auslasselementen und keramischen Isolierplatten besteht und in den Auslasselementen Kanaele fuer den Durchfluss eines Kuehlmittels und Anschluesse fuer die Zufuehrung von elektrischem Strom angeordnet und die Auslasselemente und Isolierplatten zwischen zwei Abschlussplatten festgespannt werden. FigurThe invention relates to an outlet for Elektrooefen that work on the Tiefofenprinzip, for melting silicate materials. The object of the invention is that a break in and restart of the melt flow through or in the outlet is effected quickly, so that the availability of the melting furnace is increased. The object is to provide an outlet in which the freezing of the melt and restart of the melt flow is carried out in sections. This object is achieved if the Auslasskoerper consists of alternately stacked, ring-shaped, metallic outlet elements and ceramic insulating and arranged in the outlet elements channels for the flow of a coolant and connections for the supply of electric current and the outlet elements and insulating plates between two end plates are tightened. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Auslaß für mit Elektroenergie beheizte, nach dm Tiefofenprinzip arbeitende Schmelzofen zum Schmelzen von Email oder ähnlichen schmelzflüssigen silikatischen Stoffen, der an dem mit einer Auslaufbohrung versehenen Bodenstein des Schmelzofens angeordnet ist.The invention relates to an outlet for electric-heated, working according to the dm Tiefofenprinzip melting furnace for melting enamel or similar molten siliceous substances, which is arranged on the provided with an outlet hole bottom of the melting furnace.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt ist aus der DE-AS Nr. 2003544 ein Auslaß zur Regelung der Temperatur eines fortgesetzten Glasstromes am Bodenausgang eines unter sehr hoher Temperatur stehenden Schmelzofens, bei dem zwei Rohre konzentrisch ineinander angeordnet sind, wobei das innere Rohr von einem gewickelten Heizwiderstand umschlossen ist und zwischen Innen- und Außenrohr Wasserstoff mit Überdruck als Schutzgas zugeführt wird. Zur Regulierung der ausfließenden Schmelzmenge ist außerdem ein in seiner Höhe verstellbares Einsatzstück vorgesehen, das unterschiedlich weit in die Auslaßöffnung eingeführt werden kann.It is known from DE-AS No. 2003544 an outlet for controlling the temperature of a continuous stream of glass at the bottom outlet of a very high temperature melting furnace, in which two tubes are arranged concentrically with each other, wherein the inner tube is surrounded by a wound heating resistor and between Inner and outer tube hydrogen is supplied with overpressure as protective gas. To regulate the outflowing amount of melt also adjustable in height insert is provided, which can be introduced to different degrees in the outlet opening.

Aus der DE-OS Nr.2017076istein Auslaß bekannt, der im wesentlichen aus einem Außenrohr, einem um das Außenrohr angeordneten, als Hohlzylinder ausgearbeiteten Isolierstein und zwei Ringelektroden, die von einem Distanzrohr in einer bestimmten Entfernung gehaltert werden, besteht. Der Verschluß des Auslasses erfolgt über eine Stangenelektrode, die in die Auslaßbohrung eingeführt wird.From DE-OS Nr.2017076istein outlet is known, which consists essentially of an outer tube, arranged around the outer tube, designed as a hollow cylinder insulating stone and two ring electrodes, which are supported by a spacer tube at a certain distance consists. The closure of the outlet via a rod electrode which is inserted into the outlet bore.

Nachteilig bei den dargelegten Vorrichtungen ist ihr komplizierter Aufbau sowie die Regulierung der Auslaufmenge bzw. der Auslaufunterbrechung durch die mechanische Einführung von Metallzylindern. . \ A disadvantage of the presented devices is their complicated structure and the regulation of the discharge amount or the discharge interruption by the mechanical introduction of metal cylinders. , \

Nach der DE-OS Nr.2426328 wird als Auslaß eine mit einer Kühlbohrung versehene Molybdänelektrode verwendet, die in eine Bohrung des Bodensteins des Schmelzofens eingeführt wird. Die Beheizung erfolgt ausschließlich konduktiv, wobei der Stromfluß zu einer Gegenelektrode im Schmelzbad erfolgt. Da Molybdän bei hohen Temperaturen außerordentlich oxydationsempfindlich ist, so ist eine ständige Kühlung des Auslasses nötig, wodurch relativ hohe Wärmeverluste auftreten. Es ist weiterhin nachteilig, daß bei notwendigem Erstarren der Schmelze das Wiederingangsetzen des Schmelzflusses hur langsam erfolgt, da die elektrische Leitfähigkeit des Molybdäns viel höher ist, als die der erstarrten Schmelze und der Heizstrom daher überwiegend über die Stirnfläche der Auslaßelektrode zur Gegenelektrode ins Schmelzbad austritt. Weiterhin ist aus DE-AS Nr.2842505 ein Auslaß bekannt, der aus einer Kombination eines mit einem Flansch versehenen, induktiv beheizbaren Metallrohres und eines darüber angeordneten keramischen Auslaufsteines besteht, wobei sich der Auslaufstein in einer Aussparung unterhalb des Wannenbodensteins befindet. Neben der induktiven Beheizung ist auch die Möglichkeit der konduktiven Beheizung gegeben, wobei der elektrische Strom zwischen dem Metallrohr des Auslasses und einer in dem Schmelzbad befindlichen Elektrode fließt. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sich beim Abstellen der elektrischen Beheizungen des Metallrohres ein Pfropfen bildet, der sich, insbesondere bei dunklen Schmelzen, wie Grundemail, weit in das Bohrloch des Bodensteins erstreckt. Das Aufschmelzen des Pfropfens ist re+ativ aufwendig, da dies zunächst nur über die induktive Beheizung möglich ist und die Wärmeenergie nur über Wärmeleitung und Strahlung zu der erkalteten Schmelze zugeführt wird. Noch komplizierter gestaltet sich das Wiederingangsetzen des Schmelzstromes, wenn die erstarrte Schmelze im Metallrohr bereits vor dem Aufschmelzen der erstarrten Schmelze im Feuerfestmaterial erfolgt, da dann die Wärmeleitung und Strahlung nur von dem Schmelzbad her erfolgen kann.According to DE-OS No. 2426328 is used as an outlet provided with a cooling hole molybdenum electrode, which is inserted into a bore of the bottom of the furnace. The heating takes place exclusively conductively, whereby the current flow takes place to a counter electrode in the molten bath. Since molybdenum is extremely sensitive to oxidation at high temperatures, so a constant cooling of the outlet is necessary, whereby relatively high heat losses occur. It is also disadvantageous that when necessary solidification of the melt, the restart of the melt flow hur slowly, since the electrical conductivity of molybdenum is much higher than that of the solidified melt and the heating current therefore predominantly exits via the end face of the outlet to the counter electrode into the molten bath. Furthermore, from DE-AS no. 2842505 an outlet is known which consists of a combination of a flanged, inductively heatable metal tube and a ceramic overflow stone arranged above it, wherein the outlet stone is located in a recess below the trough bottom stone. In addition to inductive heating, there is also the possibility of conductive heating, the electric current flowing between the metal tube of the outlet and an electrode located in the molten bath. The disadvantage of this device is that when stopping the electrical heating of the metal tube, a plug forms, which extends, especially in dark melts, such as ground enamel, far into the borehole of the bottom stone. The melting of the plug is re + ativ consuming, since this is initially only possible via the inductive heating and the heat energy is supplied only via heat conduction and radiation to the cooled melt. The restarting of the melt stream is even more complicated if the solidified melt in the metal pipe already takes place before the solidified melt melts in the refractory material, since then the heat conduction and radiation can only take place from the melt pool.

Bekannt ist noch ein Auslaß (DE-OS Nr.2849166), der sich im wesentlichen aus drei Bauteilen zusammensetzt, und zwar aus einem im Wannenboden befindlichen, mit einer zentrischen Bohrung versehenen Zylinder aus elektrisch leitfähigem ff-Material, einem kreisscheibenförmigen Element im Bereich der Bodenunterseite des Schmelzofens, ebenfalls aus elektrisch leitfähigem ff-Material und einer Bodenplatte aus Metall, die gekühlt wird. Dieser Bodenplatte wird zwecks konduktiver Beheizung elektrischer Strom zugeführt. Den unteren Abschluß bildet ein Auslaufelement, das durch eine Überwurfmutter an der Bodenplatte angeschraubt ist und induktiv beheizt wird. Dieser Auslaß konnte sich in der Praxis aber nicht durchsetzen, da es kaum ff-Material gibt, das elektrisch gut leitfähig ist und darüber hinaus noch eine hohe Temperatur und Korrosionsbeständigkeit aufweist.Also known is an outlet (DE-OS no. 2849166), which is composed essentially of three components, namely from a located in the tub bottom, provided with a central bore cylinder of electrically conductive ff material, a circular disk-shaped element in the Bottom of the furnace, also made of electrically conductive ff material and a bottom plate of metal, which is cooled. This bottom plate is supplied for the purpose of conductive heating electric power. The lower end forms an outlet element, which is screwed by a union nut on the bottom plate and is heated inductively. However, this outlet could not prevail in practice, since there is hardly ff material that is electrically conductive and also has a high temperature and corrosion resistance.

Schließlich und letzten Endes ist noch aus dem DD-WP 206136 ein Auslaß bekannt, bei dem ein dicht unter die Oberfläche der Schmelze reichendes Auslaßrohr zur Schmelze hin durch eine mit einer axialen Bohrung versehenen Abschlußplatte verschlossen wird. In der Bohrung befindet sich eine pilzförmig ausgebildete Auslaßdüse. Die Beheizung erfolgt konduktiv. Der Nachteil dieses Auslasses besteht darin, daß er ausschließlich in Speiserrinnen zum Einsatz kommen kann, da unter dem hydrostatischen Druck des gesamten Schmelzbades ein Abzug im Schmelzofenboden nicht möglich ist.Finally, and finally, from the DD-WP 206136 an outlet is known in which a tightly under the surface of the melt reaching outlet pipe is closed to the melt through a provided with an axial bore end plate. In the hole is a mushroom-shaped outlet nozzle. The heating is conductive. The disadvantage of this outlet is that it can be used exclusively in feeders, since under the hydrostatic pressure of the entire molten bath deduction in the furnace bottom is not possible.

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Object of the invention

Die Erfindung verfolgt den Zweck, einen Auslaß für einen durch Elektroenergie beheizten Schmelzofen, insbesondere für Email oder Glasurfritten zu schaffen, der gewährleistet, daß die Unterbrechung und Wiederingangsetzung des Schmelzflusses schneller bewirkt und dadurch seine Verfügbarkeit erhöht wird.The invention has the purpose of providing an outlet for an electric energy heated melting furnace, in particular for enamel or glaze frits, which ensures that the interruption and restart of the melt flow causes faster and thereby its availability is increased.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch konstruktive Maßnahmen einen Auslaß für silikatische Schmelzen, insbesondere Emailschmelzen, so zu gestalten, daß das Einfrieren und Wiederingangsetzen des Schmelzflusses in ihm abschnittsweise erfolgt, wobei die im Bohrloch des Wannensteins enthaltene Schmelze stets im viskosen Zustand gehalten werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wenn der Auslaßkörper aus abwechselnd übereinanderliegenden, ringförmigen, metallischen Auslaßelementen und keramischen Isolierplatten besteht und die Auslaßelemente mit einem Durchlaufkanal für ein Kühlmittel und einem Anschluß zur Zuführung von elektrischem Strom ausgerüstet sind und der Auslaßkörper durch Abschlußplatten, die Auslaufbohrungen besitzen, verschlossen wird, wobei die Abschlußplatte, die den Boden des Schmelzofens angepaßt ist, keinen Durchlaufkanal zur Kühlung aufweist.The object of the invention is to make by constructive measures an outlet for silicate melts, especially enamel melts, so that the freezing and restarting of the melt flow in sections takes place in him, wherein the melt contained in the well of the trough stone can always be kept in a viscous state , According to the invention, this object is achieved when the outlet body consists of alternating superimposed, annular, metallic outlet elements and ceramic insulating plates and the outlet elements are equipped with a passage channel for a coolant and a connection for supplying electric current and the outlet body by end plates having spout bores, is closed, wherein the end plate, which is adapted to the bottom of the melting furnace, has no passage channel for cooling.

Weitere Merkmale der Erfindung sind die Verbindung der Abschlußplatten durch Spannorgane sowie die Anordnung einer Düsenplatte vor der Abschlußplatte, die von der Auslaufbohrung des Bodens des Schmelzofens am entferntesten liegt. Zur guten Anpassung der Abschlußplatte, die an dem Boden des Schmelzofens befestigt wird, ist sie mit einem Bund versehen. Durch das neue Konstruktionsprinzip des Auslaufes wird erreicht, daß durch eine gezielte Zwangskühlung der Schmelzfluß aus dem Schmelzofen unterbrochen werden kann, wobei durch die erfindungsgemäß gestaltete konduktive Beheizung in der Auslaufbohrung des Bodensteins der Schmelzwanne enthaltene Schmelze stets flüssig und damit elektrisch leitend bleibt. Beim Wiederingangsetzen des Schmelzflusses wurden die Auslaßelemente nacheinander mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt und durch die Zwischenlage der Isolierplatten der elektrische Strom gezwungen, zwischen einem Auslaßelement über die in der Auslaßbohrung befindliche Schmelze zur Heizelektrode des Schmelzofens zu fließen. Durch diese abschnittsweise Aufheizung in Entnahmerichtung wird jeweils nur ein kleiner Bereich der erstarrten Schmelze erfaßt, der schneller viskos wird, als der darunterliegende Schmelzepfropfen in der Auslaßbohrung.Further features of the invention are the connection of the end plates by clamping members and the arrangement of a nozzle plate in front of the end plate, which is located farthest from the outlet bore of the bottom of the furnace. For good adaptation of the end plate, which is attached to the bottom of the furnace, it is provided with a collar. Due to the new design principle of the spout is achieved that can be interrupted by a targeted forced cooling of the melt flow from the furnace, which is always liquid and thus electrically conductive by the inventively designed conductive heating in the outlet bore of the bottom of the melting furnace melt. When restarting the melt flow, the outlet elements were successively applied with an electrical voltage and forced by the interposition of the insulating plates, the electric current to flow between an outlet via the melt located in the outlet bore to the heating electrode of the furnace. By this partial heating in the removal direction only a small portion of the solidified melt is detected, which is viscous faster than the underlying Schmelzepfropfen in the outlet hole.

embodiment

Eine Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der schematischen Zeichnung, die im Vertikalschnitt eine beispielsweise Ausführungsform des Auslasses im Bodenstein eines Emailschmelzofens zeigt.An explanation of the invention is based on the schematic drawing showing a vertical section, for example, an embodiment of the outlet in the bottom of an enamel-melting furnace.

In den Bodenstein 1 des Schmelzofens ist eine Auslaßbohrung 2 angebracht, in der sich der Bund 3 der Abschlußplatte dicht an der Wandung der Auslaßbohrung 2 anpaßt. Unter der Abschlußplatte 4 befindet sich der eigentliche Auslaßkörper 5, der aus abwechselnd übereinanderliegenden Auslaßelementen 6 und keramischen Isolierplatten 7 besteht. Die Auslaßelemente 6 und auch die Isolierplatten 7 haben eine ringförmige Ausbildung und bestehen aus hitzebeständigem Material. Zum Zwecke der Aufheizung der Auslaßelemente 6 bestehen sie im Gegensatz zu den Isolierplatten 7 aus elektrisch leitfähigem, metallischem, hitzebeständigem Material, z. B. Ferrochrom. die Auslaßelemente 6 besitzen einen Kühlkanal 8 ebenso wie die Abschlußplatte 4a, durch den ein Kühlmittel, z. B. Wasser, fließt. Die Abschlußplatten 4 und 4a werden durch das Spannorgan 9 miteinander verbunden, das in der einfachsten Form eine Spannschraube sein kann. Zur Dosierung der Auslaufmenge der über den Bodenstein 1 befindlichen Schmelze 13 ist eine Düsenplatte 10 vor der Abschlußplatte 4a angeordnet. Der Auslaß ist über die Isolatoren 14 an der Schmelzofenverankerung 11 befestigt. Im Betrieb wird die Emailschmelze 13 im Schmelzofen durch Elektroden 15 auf die nötige Schmelztemperatur gehalten, so daß über die Auslaßbohrung 2 des Bodensteins 1 und dem Auslaß mit den Auslaßelementen 6 und den Isolierplatten 7 sowie den Abschlußplatten 4; 4a und der an der Abschlußplatte 4a befindlichen Düsenplatte 10 ein ununterbrochener Schmelzfluß erfolgt. Soll nun der Schmelzfluß, z. B. bei notwendigem Wechsel der Düsenplatte 10, unterbrochen werden, so wird Wasser durch die Kühlkanäle 8 der Auslaßelemente 6 und der Abschlußplatte 4a gedruckt. Durch diese Abkühlung erstarrt der Schmelzfluß in dem Auslaß. In der Auslaßbohrung 2 des Bodensteins 1 bleibt jedoch die Schmelze viskos, da die Abschlußplatte 4 keinen Kühlkanal 8 hat und die Kühlwirkung des nachgeordneten Auslaßelements 6 nicht bis zur Auslaßbohrung 2 durchschlägt, insbesondere dann, wenn über den Umschalter 12 die Spannung der Stromeinspeisung 16 der Abschlußplatte 4 aufgeschaltet wird und damit ein ständiger elektrischer Strom zwischen der Abschlußplatte 4 und der Elektrode 15 fließt. Beim Wiederingangsetzen des Schmelzflusses wird der Kühlmitteldurchlauf durch die Kühlkanäle 8 eingestellt und die Auslaßelemente 6 hintereinander mittels des Umschalters 12 mit elektrischer Spannung beaufschlagt. Diese Beaufschlagung fängt bei dem der Abschlußplatte 4 nachgeordneten Auslaßelement 6 an. Durch diese absatzweise Beaufschlagung wird in Verbindung mit der Isolierung der Auslaßelemente 6 erreicht, daß der elektrische Strom stets über die Bohrungswandung des gewählten Auslaßelementes 6 zu der Elektrode 15 fließt. Der Aufschmelzprozeß und die Verfügbarkeit des Schmelzofens erfolgen dadurch schnell.In the bottom stone 1 of the melting furnace, an outlet bore 2 is mounted, in which the collar 3 of the end plate fits snugly against the wall of the outlet bore 2. Under the end plate 4 is the actual outlet 5, which consists of alternately superimposed outlet elements 6 and 7 ceramic insulating plates. The outlet 6 and also the insulating plates 7 have an annular design and made of heat-resistant material. For the purpose of heating the outlet elements 6, they consist in contrast to the insulating plates 7 of electrically conductive, metallic, heat-resistant material, eg. B. ferrochrome. the outlet 6 have a cooling channel 8 as well as the end plate 4 a, through which a coolant, for. As water flows. The end plates 4 and 4a are interconnected by the clamping member 9, which may be a clamping screw in the simplest form. For metering the discharge amount of over the bottom stone 1 melt 13, a nozzle plate 10 is disposed in front of the end plate 4a. The outlet is secured to the furnace anchor 11 via insulators 14. In operation, the enamel melt 13 is held in the furnace by electrodes 15 to the required melting temperature, so that via the outlet hole 2 of the bottom stone 1 and the outlet with the outlet elements 6 and the insulating plates 7 and the end plates 4; 4a and located on the end plate 4a nozzle plate 10 is an uninterrupted melt flow. Now, if the melt flow, z. B. with a necessary change of the nozzle plate 10, are interrupted, so water is printed through the cooling channels 8 of the outlet 6 and the end plate 4a. This cooling solidifies the melt flow in the outlet. In the outlet bore 2 of the bottom stone 1, however, the melt remains viscous, since the end plate 4 has no cooling channel 8 and the cooling effect of the downstream outlet 6 does not strike through to the outlet hole 2, especially when the switch 12, the voltage of the power supply 16 of the end plate 4 is switched on and thus a continuous electric current between the end plate 4 and the electrode 15 flows. When restarting the melt flow of the coolant passage is adjusted by the cooling channels 8 and the outlet elements 6 successively applied by means of the switch 12 with electrical voltage. This admission begins at the outlet plate 4 downstream outlet 6. By this intermittent loading is achieved in conjunction with the isolation of the outlet elements 6 that the electric current always flows through the bore wall of the selected outlet element 6 to the electrode 15. The reflow process and the availability of the melting furnace are done quickly.

Claims

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claims:

1. outlet for electrically heated, working on the deep furnace principle melting furnace for melting enamel or similar molten substances, which is arranged on the provided with a drain hole bottom of the furnace, characterized by an outlet body (5) consisting of alternately superimposed, annular, metallic outlet elements (6) and ceramic insulating plates (7), by the arrangement of a flow channel (8) for a coolant and a connection for supplying electric current or at each outlet element (6), by the conclusion of the outlet body (5) by means of with end holes provided end plates (4, 4a), wherein the end plate (4) which is adapted to the bore of the bottom stone (1) of the furnace, no flow channel (8).

2. outlet according to claim 1, characterized in that the end plates (4, 4 a) by a clamping member (9) are interconnected.

3. outlet according to claim 1 and 2, characterized in that on the bottom stone (1) of the melting furnace adapted end plate (4) is provided with a collar (3).

4. outlet according to one of claims 1 to 3, characterized in that in front of the end plate (4a) of the outlet bore (2) of the bottom stone (1) is located farthest, a nozzle plate (10) is arranged.

5. outlet according to claim 1 to 4, characterized in that the nozzle plate (10) is arranged exchangeably.

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