DD232909A5 - Verfahren zum erhitzen von geschmolzenem glas und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen von geschmolzenem Glas beschrieben, zum Beispiel ein Ofen zum Glasschmelzen oder ein Vorherd, bei denen eine hitzebestaendige Auskleidung Verwendung findet sowie elektrisch betriebene Heizelektroden. Die hitzebestaendige Auskleidung besteht aus einem erosionsresistenten Material, vorzugsweise aus hitzebestaendigem Chromoxid, das einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist, als der des geschmolzenen Glases, vorzugsweise eines E-Glases, das erhitzt werden soll. Um Kurzschlussstroeme durch die hitzebestaendige Auskleidung mit ihrem niedrigen elektrischen Widerstand zu vermeiden, wird die hitzebestaendige Auskleidung, die sich zwischen Elektroden mit verschiedenen Polaritaeten befindet, auf einen Temperaturwert heruntergekuehlt, der niedriger ist, als die Temperatur des geschmolzenen Glases und bei dem der elektrische Widerstand der hitzebestaendigen Auskleidung wesentlich erhoeht ist. Wenn die Elektroden mit unterschiedlichen Polaritaeten von den gegenueberliegenden Seitenwaenden getragen werden, werden die Giebelwaende und/oder die Bodenwand der Vorrichtung gekuehlt. Wenn die Elektroden alle von einer einzigen Wand getragen werden, wird diese Wand gekuehlt.
Description
tnwendungsgebiet der Erfindung
leim elektrischen Erhitzen von geschmolzenem Glas ist es allgemein üblich, das Glas zum Erhitzen in einen Behälter wie einen ichmelzofen oder einen Vorherd einzuschließen, der mit einem hitzebeständigen Material ausgekleidet ist. Die Elektroden für ie Erhitzung des Glases erstrecken sich durch die Wände mit der feuerfesten Auskleidung, entweder an den Seitenwänden oder er Bodenwand unter Berührung der hitzebeständigen Auskleidung in die Masse des geschmolzenen Glases hinein. Die lektroden weisen eine positive Polarität auf, und das Glas wird durch den zwischen den Elektroden fließenden Strom zwischen en Elektroden erhitzt.
s wurden im bekannten Stand der-Technik viele Anordnungen vorgeschlagen, um die Auswirkungen der Erhitzung durch die lektroden im Innern der geschmolzenen Glasmasse zu variieren. Eine dieser Anordnungen besteht in Verwendung von lektroden, die von den einander gegenüberliegenden Seitenwänden einer Schmelzvorrichtung oder eines Vorherdes getragen /erden, wobei die Elektroden in jeder der Seitenwände die gleiche Polarität aufweisen und die Elektroden der einander egenüberliegenden Wände die entgegengesetzte Polarität besitzen. Der sich daraus ergebende thermische Strom wird dazu erwendet, die gesamte geschmolzene Glasmasse zu erhitzen.
ine andere Anordnung der zur Heizung verwendeten Elektroden beinhaltet die Einführung von Elektroden mit verschiedener 'olarität durch eine einzige mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Wand, üblicherweise eine Bodenwand, wie es zum ieispiel in den US-Patenten Nr.3757020 und 3392237 dargestellt ist.
lie hitzebeständige Auskleidung eines solchen Schmelzofens weist notwendigerweise einen größeren oder einen kleineren Vertfür die elektrische Leitfähigkeit auf, und in herkömmlichen elektrischen Schmelzvorrichtungen ist es erforderlich, daß die itzebeständige Auskleidung einen geringeren Wert für die elektrische Leitfähigkeit aufweist als die geschmolzene Glasmasse, ι Ausdrücken des elektrischen Widerstandes dargelegt, muß der effektive elektrische Widerstand der hitzebeständigen auskleidung, im Verhältnis zum elektrischen Widerstand des Glases bei der Betriebstemperatur der Glasschmelzvorrichtung, eachtlich höher liegen, um jegliche wahrnehmbare Kurzschlußstrompfade für den Heizstrom durch die hitzebeständige auskleidung, anstatt durch die geschmolzene Glasmasse, zu vermeiden. Aus diesem Grund wurden für elektrische ilasschmelzvorrichtungen hitzebeständige Auskleidungen unter Verwendung von Zirkonium benutzt, die einen hohen lektrischen Widerstand aufweisen.
»erartige hitzebeständige Auskleidungen, in denen Zirkonium Verwendung findet, sind jedoch für manche Glassorten, wie zum ieispiel E- und C-Glasmischungen, nicht verträglich und neigen zur Erosion durch derartige Glasmischungen, die durch die ^schmelzvorrichtung fließen. Alle elektrischen Glasschmelzvorrichtungen, die derartige hitzebeständige Auskleidungen erwenden, die nicht mit den Glasmischungen verträglich sind, die hindurchfließen, besitzen bekanntermaßen eine kurze ebensdauer. Als Folge davon wurden konventionelle elektrische Glasschmelzvorrichtungen nur beschränkt, für verträgliche, lormalerweise leicht schmelzbare Glassorten eingesetzt, das heißt für solche Glassorten, die einen bemerkenswerten Wert an Jatriumoxid oder dergleichen aufweisen, oder bei Anwendung einer Vorrichtung mit geringem Durchsatz; oder bei der 'erwendung von Boostern als Zusatz zu einer primären Verbrennungs-Erhitzung.
)ie Verwendung von hitzebeständigen Auskleidungen mit einer höheren Erosionsfestigkeit, wie zum Beispiel hitzebeständige Auskleidungen mit Chromoxid, wurden praktisch nicht verwendet, weil derartige hitzebeständige Auskleidungen einen ilektrischen Widerstand aufweisen, der beachtlich geringer ist, als der elektrische Widerstand der geschmolzenen Glasmasse iei der Betriebstemperatur des Schmelzofens. Das Ergebnis davon ist, daß durch derartige hitzebeständige Auskleidungen iurzschlußströme fließen und der elektrische Strom, der durch die hitzebeständige Auskleidung fließt, diese Auskleidung irhitzt, derart, daß die Auskleidung der Schmelzvorrichtung sich übermäßig zersetzt, in die geschmolzene Glasmasse abbröckelt ind Steineinschlüsse in dem Glas verursacht. Unter Umständen kann die hitzebeständige Auskleidung unter der Wirkung des lurch sie hindurchfließenden Heizstromes auch schmelzen.
Vus diesem Grund fand die Verwendung einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid praktisch keine Anwendung, ibwohl sie eine betriebliche Lebensdauer aufweist, die 7 bis 10 mal so groß sein kann, wie die der herkömmlichen Auskleidungen lus Zirkonium, wenn zum Beispiel diese mit geschmolzenem Ε-Glas in Berührung kommt.
üel der Erfindung
l\e\ der Erfindung ist es, die Nachteile durch die kurze Lebensdauer und die Zerstörung der hitzebeständigen Auskleidung zu 'ermeiden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Erhitzen von Glas zu schaffen, )ei denen eine hitzebeständige Auskleidung Verwendung findet, die einen hohen Widerstand gegen Erosion und einen geringen slektrischen Widerstand aufweist, wobei die hitzebeständige Auskleidung auf eine Temperatur herabgekühlt wird, bei der der ilektrische Widerstand der Auskleidung ansteigt und die Tendenz, daß Kurzschlußströme durch die hitzebeständige \uskleidung fließen, beachtlich verringert ist.
Die Schmelzvorrichtung kann ein Schmelzofen sein, der eine geschmolzene Glasmasse enthält, die von einer Schicht ingeschmolzenen Beschickungsmaterials bedeckt ist, wobei die geschmolzene Glasmasse von Seitenwänden eingeschlossen st, die Elektroden tragen und mit Giebelwänden und einer Bodenwand verbunden sind und die Elektroden in den jegenüberliegenden Seitenwänden eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Seitenwände, Giebelwände und die 3odenwand sind alle mit einer hitzebeständigen Auskleidung versehen, die eine große Festigkeit gegen Erosion aufweist, zum
Beispiel mit einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid, deren elektrischer Widerstand sich im umgekehrten Verhältnis zur Betriebstemperatur ändert und die einen elektrischen Widerstand aufweist, der bei der Temperatur des geschmolzenen Glases kleiner ist als der elektrische Widerstand der geschmolzenen Glasmasse.
Die Erhitzungsvorrichtung kann alternativ auch ein Vorherd zum Fördern einer geschmolzenen Glasmasse von einem Schmelzofen zu einer Formvorrichtung sein. In diesem Falle weist der Vorherd zwei Seitenwände auf, durch die sich die Elektroden in den Strom des geschmolzenen Glases erstrecken, um die Wärmeverluste des Stromes aus geschmolzenem Glas auszugleichen. Vorzugsweise sind dann die Seitenwände und die Bodenwand des Vorherds mit einer gleichartigen hitzebeständigen Auskleidung versehen, die beständig gegen eine Erosion ist und einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist.
Eine dritte Anwendungsmöglichkeit für eine Erhitzungsvorrichtung ist ein Schmelzofen, bei dem alle Elektroden durch eine Wand hindurchragen, zum Beispiel durch die Bodenwand. Derartige, durch den Boden eingeführte Elektroden mit verschiedener Polarität werden mit elektrischer Energie versorgt, um die Glasmasse oberhalb der Bodenwand zu erhitzen, und sowohl die Bodenwand als auch die Seitenwände sind mit einer hitzebeständigen Auskleidung versehen, die beständig gegen eine Erosion ist und einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist.
Die vorliegende Erfindung schlägt um die Kühlung dieser hitzebeständigen Auskleidung der Erhitzungsvorrichtung mit dem geringen elektrischen Widerstand vor, die zwischen den Elektroden mit verschiedener Polarität vorhanden ist, um den elektrischen Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung zu erhöhen und dieTendenz des Auftretens von Kurzschlußströmen in der hitzebeständigen Auskleidung während des Betriebes zu verringern.
Bei einem Schmelzofen, wie er oben beschrieben wurde, bei dem die Elektroden in den entsprechenden Seitenwänden angeordnet sind, neigt die hitzebeständige Auskleidung dazu, die Kurzschlußpfade zuerst durch die Giebelwände in der Nähe des oberen Pegels der geschmolzenen Glasmasse auszubilden, durch eine Kühlung der Giebelwände wird der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung der Giebelwände wesentlich erhöht, und die Kurzschlußströme werden wesentlich verringert. In gleicherweise kann die Bodenwand gekühlt werden, um die Tendenz der Ausbildung von Kurzschlußströmen durch die Bodenwand zu verringern.
Bei einem Schmelzofen, der in der Bodenwand angeordnete Elektroden aufweist, besitzen die Elektroden in der Bodenwand verschiedene Polaritäten und eine Kühlung der Bodenwand kann dieTendenz zur Ausbildung von Kurzschlußströmen zwischen den Elektroden entgegengesetzter Polarität durch die Bodenwand verringern.
Bei einem Vorherd erhöht die Kühlung der Bodenwand den elektrischen Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung, der Bodenwand und verringert den Fluß eines Kurzschlußstromes durch die Bodenwand.
Durch die Erhöhung des elektrischen Widerstandes der hitzebeständigen Auskleidung wird es möglich und praktisch anwendbar, hitzebeständige Auskleidungen aus Chromoxid und ähnliche hitzebeständige Auskleidungen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen eine Erosion einzusetzen, trotz ihrer ihnen innewohnenden niedrigen elektrischen Widerstände, so daß der Durchsatz der Erhitzungsvorrichtungen erhöht werden kann und der Wirkungsgrad der Vorrichtung für Heizen und Schmelzen größer wird. Der Wert der Kühlung der Seitenwände ist ausreichend, um den elektrischen Widerstand der hitzebeständigen Auskleidungn auf einen Wert zu erhöhen, der die Kurzschlußströme durch die hitzebeständige Auskleidung verringert, aber er ist nicht so groß, daß die Temperatur der geschmolzenen Glasmasse wesentlich verringert wird, die in der Vorrichtung erhitzt wird.
Die Erfindung kann insbesondere in Glasschmelzöfen angewendet werden, die Elektroden aufweisen, die durch die Seitenwand eingeführt werden, da die geschmolzene Glasmasse durch die von den Elektroden erzeugten Ströme in erster Linie oberhalb der Elektroden erhitzt wird. In einem derartigen Ofen zirkuliert die geschmolzene Glasmasse zuerst von dem zentralen Zwischenraum zwischen den Elektroden nach oben gegen die darüberliegende Schicht aus Beschickungsmaterial und dann entlang der Seitenwände des Schmelzofens nach unten. Eine Kühlung der Giebelwände und der Bodenwand im Sinne der vorliegenden Erfindung kühlt die geschmolzene Glasmasse nicht wesentlich ab, weil diese verhältnismäßig schnell relativ weit oberhalb der Bodenwand und entlang der nicht gekühlten Seitenwände zirkuliert.
In gleicher Weise wird die Kühlung der Bodenwand eines Vorherdes oder der Bodenwand eines Schmelzofens, der Elektroden aufweist, die durch die Bodenwand eingeführt werden, die Temperatur der geschmolzenen Glasmasse nicht wesentlich verringern, weil die erhitzte geschmolzene Glasmasse sich senkrecht von den Enden der Elektroden nach oben bewegt und damit von der Bodenwand entfernt.
In jedem Falle kann die Betriebstemperatur der Erhitzungsvorrichtung erhöht werden, um jede Verringerung der Glastemperatur zu kompensieren, die durch die Kühlung jeder Wand zum Zwecke der Erhöhung des elektrischen Widerstandes der hitzebeständigen Auskleidung verursacht wird, wenn die geschmolzene Glasmasse nur unwesentlich abgekühlt wird.
Die Kühlung der hitzebeständigen Auskleidung ist insofern wirksam, als sie die Erwärmung der hitzebeständigen Auskleidung durch die Kurzschlußströme verringert, bis zu einem Wert, bei dem die hitzebeständige Auskleidung weder schmilzt, noch abbröckelt und in die geschmolzene Glasmasse gelangt, aber sie kann nicht alle Kurzschlußströme verhindern, die durch die hitzebeständige Schicht fließen. Der geringe Wert der Kurzschlußströme, die noch fließen, führt nur zu einer geringen Erhöhung der Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung, und es werden weder die Lebensdauer der hitzebständigen Auskleidung noch die Wirksamkeit der Heizung der Vorrichtung wesentlich beeinflußt.
Darüber hinaus ist die Tendenz der Größe des Kurzschlußstromes durch die hitzebeständige Auskleidung direkt, linear abhängig von der Entfernung über die der Strom fließen muß. Der primäre Weg der Erhitzung verläuft von der Spitze einer Elektrode zu der Spitze der gegenüberliegenden Elektrode mit entgegengesetzter Polarität, während der Weg des Kurzschlußstromes an der Peripherie der geschmolzenen Glasmasse entlang und durch die hitzebeständige Auskleidung verläuft. Da der Weg durch die hitzebeständige Auskleidung von einer Elektrode durch eine Giebelwand zu der anderen Elektrode oder durch die Bodenwand zu der gegenüber angeordneten Elektrode verläuft, ist der Weg für den KurzschlußstroTi immer wesentlich größer als der primäre Erwärmungspfad von Elektrode zu Elektrode durch das geschmolzene Glas. Daraus ergibt sich, daß es nicht erforderlich ist, die Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung auf den Wert zu verringern, der theoretisch erforderlich wäre, um jegliche Kurzschlußströme zu vermeiden.
Deshalb ist es nicht erforderlich, die hitzebeständige Auskleidung bis zu einem Wert zu kühlen, bei dem ihr elektrischer Widerstand sich soweit erhöht hat, daß er den zahlenmäßigen Wert des elektrischen Widerstandes des Glases erreicht. Es ist lediglich notwendig, die hitzebeständige Auskleidung auf einen derartigen Wert abzukühlen, daß ihr elektrischer Widerstand sich ausreichend erhöht, um den Fluß von Kurzschlußströmen auf dem Weg durch die hitzebeständige Auskleidung im Vergleich zu dem Stromweg von Elektrode zu Elektrode auf einen unwesentlichen Wert herabzusetzen.
) Anordnen einer Masse geschmolzenen Glases in einer Erhitzungsvorrichtung, die zum Einschließen der Masse des geschmolzenen Glases Seitenwände und eine Bodenwand aufweist, die mit einer hitzebeständigen Auskleidung versehen sind, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der sich bei einer Erhöhung der Temperatur verkleinert und der bei der Temperatur des geschmolzenen Glases kleiner ist, als der elektrische Widerstand des geschmolzenen Glases; ι) elektrisches Erhitzen der Masse des geschmolzenen Glases durch Heizelektroden mit entgegengesetzter Polarität, die in die Masse aus geschmolzenem Glas eingeführt sind; und
) Abkühlen der hitzebeständigen Auskleidung derjenigen Wände, die zwischen den Heizelektroden mit entgegengesetzter Polarität angeordnet sind, um den elektrischen Widerstand der genannten hitzebeständigen Auskleidung wesentlich zu erhöhen.
lie Elektroden können durch gegenüberliegende Seitenwände der Erhitzungsvorrichtung eingeführt werden, wobei die ilektroden auf jeder der entsprechenden Seitenwände alle die gleiche Polarität aufweisen und die Elektroden auf der iegenüberliegenden Seitenwand die entgegengesetzte Polarität besitzen, wobei die gegenüberliegenden Seitenwände durch iiebelwände derart miteinander verbunden werden, daß ein Abstand zwischen den ersteren besteht und die Giebelwände ekühlt werden.
s können auch alle Elektroden durch eine einzige Wand der Vorrichtung eingeführt, und diese einzige Wand kann gekühlt /erden.
lie Erhitzungsvorrichtung kann ein Vorherd sein, der zum Zuführen von geschmolzenem Glas zu einer Formenanordnung dient, jobei sich die Elektroden durch gegenüberliegende Seitenwände des Vorherds erstrecken, die Elektroden der entsprechenden leitenwände weisen vorteilhaft alle die gleiche Polarität auf und die Elektroden der gegenüberliegenden Seitenwand alle die ntgegengesetzte Polarität und die Bodenwand des Vorherds wird gekühlt, lie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Erhitzen von geschmolzenem Glas enthält: ) einen Ofen, der Seitenwände und Giebelwände aufweist, die mit Oberflächen, die mit dem geschmolzenen Glas in Berührung kommen, versehen sind, die aus einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid gebildet werden; ) eine Vielzahl mit elektrischer Energie betriebener Elektroden, die durch die Seitenwände getragen werden und sich in die Masse aus geschmolzenem Glas erstrecken, wobei die Elektroden, die von jeder der entsprechenden Seitenwände getragen werden, dieselbe Polarität aufweisen; und
) Wärmeaustauscher, die bezüglich des Wärmeaustausches mit den Giebelwänden in Wirkbeziehung stehen und die Abkühlung der hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid bewirken, auf eine Temperatur bei der der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid wesentlich erhöht ist und der Fluß von Kurzschlußströme durch die hitzebeständige Auskleidung aus Chromoxid wesentlich erhöht ist und der Fluß von Kurzschlußströmen durch die hitzebeständige Auskleidung aus Chromoxid im wesentlichen beseitigt ist. lie erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erhitzen von geschmolzenem Glas kann auch enthalten: ) einen Behälter zum Aufnehmen des geschmolzenen Glases, dessen Wände mit einer Auskleidung aus einem hitzebeständigen Material versehen sind, die einen elektrischen Widerstand aufweist, der sich im umgekehrten Verhältnis zur Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung verändert und die bei der Temperatur des geschmolzenen Glases einen elektrischen Widerstand besitzt, der niedriger ist, als der elektrische Widerstand des geschmolzenen Glases; ) eine Vielzahl elektrisch betriebener Elektroden, die verschiedene Polaritäten aufweisen und sich durch wenigstens eine
Seitenwand des genannten Behälters erstrecken, um in die Masse des geschmolzenen Glases eingeführt zu sein; und ) Mittel zur Kühlung des Materials der hitzebeständigen Auskleidung dieser Wände, die sich zwischen den Elektroden verschiedener Polaritäten befinden, um die Temperatur des zwischen den Elektroden befindlichen Materials der hitzebeständigen Auskleidung auf einen Temperaturwert zu verringern, bei dem der elektrische Widerstand des zwischen den Elektroden befindlichen Materials der hitzebeständigen Auskleidung wesentlich vergrößert ist. lie Vorrichtung kann ein Ofen zum Glasschmelzen sein, dessen Behälter Seitenwände, Giebelwände und eine Bodenwand ufweist, die mit der genannten hitzebeständigen Auskleidung versehen sind, wobei sich die Elektroden durch die Seitenwände rstrecken, und die Elektroden in jeder entsprechenden Seitenwand dieselbe Polarität aufweisen und die Elektroden der egenüberliegenden Seitenwand alle die entgegengesetzte Polarität besitzen und die Giebelwände und die Bodenwand mit littein zur Kühlung derselben versehen sind.
Venn sich die Elektroden mit verschiedenen Polaritäten nur durch die Bodenwand des Behälterserstrecken, ist die Bodenwand nit Mitteln zu ihrer Kühlung versehen
Venn der Behälter ein Vorherd ist, können sich die Elektroden durch die Seitenwände Vorherds erstrecken und die Bodenwand
litteln zu ihrer Kühlung versehen sein. __ _....__
!ei einem Verfahren zum Erhitzen von Glas in einer Vorrichtung zum Erhitzen von Glas, die eine hitzebeständige Auskleidung ufweist, die bei der Betriebstemperatur des geschmolzenen Glases einen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als ler elektrische Widerstand des Glases, das erhitzt wird, sind die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen: ) Elektrisches Erhitzen des geschmolzenen Glases durch Elektroden, die durch die hitzebeständige Auskleidung der gegenüberliegenden Wände der Vorrichtung eingeführt sind, wobei die Elektroden in einer gegebenen Wand die gleiche Polarität aufweisen und die Elektroden in der gegenüberliegenden Wand eine andere Polarität besitzen; und ι) aufrechterhalten der Temperatur der keine Elektroden tragenden Wände der Vorrichtung auf einem Temperaturwert, der niedriger ist, als die Temperatur des geschmolzenen Glases und bei dem der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung der keine Elektroden tragenden Wände wesentlich vergrößert ist.
!ei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erhitzen von Glas sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: ) Erhalten einer Masse aus geschmolzenem Glas in Berührung mit gegenüberliegenden Wänden, die eine hitzebeständige Auskleidung aufweisen und von Heizelektroden durchdrungen werden und miteinander mittels einer Verbindungswand, die eine hitzebeständige Auskleidung aufweist und keine Elektroden trägt, verbunden sind, wobei die Elektroden in den gegenüberliegenden Wänden entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, und die hitzebeständigen Auskleidungen der genannten Wände einen elektrischen Widerstand aufweisen, der niedriger ist, als der elektrische Widerstand des Glases bei der Betriebstemperatur des geschmolzenen Glases; und
ή Abkühlen der Verbindungswand auf eine Temperatur, die niedriger ist, als die Temperatur des geschmolzenen Glases und die den elektrischen Widerstand der Verbindungswand wesentlich erhöht, auf einen Wert, der ausreichend ist, daß Kurzschlußströme durch die genannte Verbindungswand nicht mehr auftreten.
Bei einer Vorrichtung zum Erhitzen einer Masse aus geschmolzenem Glas mit einem Erhitzungsraum, der durch Seitenwände, Giebelwände und eine Bodenwand definiert ist, bei der die Heizelektroden, die die gleiche Polarität aufweisen, von jeder der Seitenwände getragen werden und in den genannten Erhitzungsraum hineinragen, die Elektroden der gegenüberliegenden Wände entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, und eine hitzebeständige Auskleidung für die genannten peripheren Wände vorgesehen ist, weist die hitzebeständige Auskleidung einen elektrischen Widerstand auf, der sich im umgekehrten Verhältnis zu der Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung ändert und der bei der Betriebstemperatur der Vorrichtung niedriger ist, als der elektrische Widerstand des geschmolzenen Glases. Dabei sind Mittel zum Warenaustausch vorgesehen, die in Wärmeaustausch-Wirkbeziehung mit den Giebelwänden und der Bodenwand der peripheren Wände stehen, um die hitzebeständige Auskleidung der genannten Giebelwände und der genannten Bodenwand zu kühlen.
Das Verfahren zur Verringerung der Kurzschlußströme in einer elektrisch betriebenen Vorrichtung zum Erhitzen von Glas, die in einem Abstand voneinander angeordnete Elektroden mit entgegengesetzten Polaritäten aufweist und eine hitzebeständige Auskleidung mit einem verhältnismäßig niedrigen elektrischen Widerstand, durch die sich die Elektroden erstrecken, enthält die Verfahrensschritte: Kühlen dieser Teile der hitzebeständigen Auskleidung, die zwischen den Elektroden mit verschiedenen Polaritäten angeordnet sind, auf einen Wert der ausreichend ist, den elektrischen Widerstand der genannten Teile der hitzebeständigen Auskleidung wesentlich zu vergrößern.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizten Ofens zum Glasschmelzen, der einen Erhitzungsraum aufweist, der von Wänden mit einer hitzebeständigen Auskleidung umgeben ist, von denen weniger als alle Heizelektroden mit verschiedenen Polaritäten tragen, besteht die Verbesserung darin, daß die keine Elektroden tragenden Wände des genannten Ofens auf einen Wert herabgekühlt werden, der den elektrischen Widerstand der gekühlten Wände wesentlich erhöht und den Fluß von Kurzschlußströmen durch dieselben verringert
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhitzen von Glas ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
a) Erhalten einer Masse aus geschmolzenem Glas in Berührung mit den Seitenwänden, Giebelwänden und Bodenwänden einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid;
b) Erhitzen der Masse aus geschmolzenem Glas mit Hilfe von Elektroden, die sich durch die Seitenwände in die genannte Masse aus geschmolzenem Glas erstrecken, wobei die Elektroden einer jeden entsprechenden Seitenwand die gleiche Polarität aufweisen und die Elektroden der gegenüberliegenden Seitenwand eine entgegengesetzte Polarität besitzen.
c) Abkühlen der hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid der genannten Giebelwände und der genannten Bodenwand bis auf eine Temperatur, bei der der elektrische Widerstand der genannten hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid wesentlich vergrößert ist.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine schematische Seitenansicht eines Glasschmelzofens entsprechend der vorliegenden Erfindung durchzuführen; Fig.2: einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3: einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4: einen senkrechten Schnitt ähnlich dem in der Fig. 2 für die vorliegende Erfindung in der Ausführungsform eines Vorherd-
Kanals; Fig. 5: eine Draufsicht ähnlich der in der Fig. 1, für die vorliegende Erfindung in der Ausführungsform eines Schmelzofens, der Elektroden aufweist, die durch den Boden eingeführt sind;
Fig. 6: einen senkrechten Schnitt der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 5 dargestellt wurde; Fig.7: eine graphische Darstellung des relativen elektrischen Widerstandes einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid
und geschmolzenem Ε-Glas bei verschiedene Temperaturen und Fig. 8: eine graphische Darstellung ähnlich der in Fig.7, die den relativen elektrischen Widerstand einer anderen hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid und geschmolzenem C-Glas zeigt.
Wie in den Fig. 1 bis 3 der zugehörigen Zeichnung dargestellt, ist die vorliegende Erfindung Bestandteil eines Schmelzofens 10, genauer gesagt, beinhaltet der Schmelzofen 10 äußere hitzebeständige Seitenwände 11, Giebelwände 12 und eine Bodenwand 13, die aus einem geeigneten hitzebeständigen Material bestehen, das durch eine zweckmäßige tragende Rahmenkonstruktion aus Metall, und ein Fundament in seiner Position gehalten wird (nicht dargestellt). Die Bodenwand 13 ist mit einer im allgemeinen rechteckig ausgeführten Auslaßöffnung 14 versehen. Vorzugsweise besteht die Auskleidung 20 aus einem herkömmlichen hitzebeständigen Material, wie es im Stand der Technik allgemein bekannt ist, wie zum Beispiel einer hitzebeständigen Auskleidung aus gesintertem Zirkonium, das im wesentlichen die folgende Zusammensetzung aufweist:
Bestandteil Gewichtsprozent
ZrO2 65,5
AI2O3 0,5
Fe2O3 0,1
TiO2 0,3
Die hitzebeständigen Auskleidungen der Seitenwände 11, der Giebelwände 12 und der Bodenwand 13, einschließlich der Öffnung 14 in der Bodenwand 13 sind mit einem erosionsresistenten Material beschichtet, das aber aus einem hitzebeständigen Material besteht, vorzugsweise aus einer dichten Chromoxidauskleidung, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet ist und die Seitenwandteile 21, die Giebelwandteile 22 und die Bodenwandteile 23 einschließt, die im Zusammenwirken eine vollkommene Auskleidung für einen Innenraum 25 bilden, in dem eine Masse aus geschmolzenem Glas aufbewahrt wird. Es ist ersichtlich, daß sie die hitzebeständige Auskleidung der Seitenwände 21 und der Giebelwände 22 sich senkrecht, über die Ausdehnung des Innenraumes 25 für die geschmolzene Glasmasse hinaus, nach oben erstreckt, aber kurz vor den oberen Enden der Seitenwände 11 und der Giebelwände 12 endet. Die geschmolzene Glasmasse in dem Innenraum 25 ist mit einer Schicht aus einem ungeschmolzenen Beschickungsmaterial 26, vorzugsweise Glasbruch, bedeckt. Die Seitenwände 11 und die hitzebeständigen Seitenwandteile 21 werden von Heizelektroden 30 durchdrungen, die an eine Energieversorgungseinrichtung angeschlossen werden, wie es schematisch in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Heizelektroden 30, die die eine Seitenwand 11 und die hitzebeständigen Seitenwandteile 21 durchdringen, sind von der gleichen entsprechenden Polarität, während die Elektroden 32, die die gegenüberliegende Seitenwand 11 und ihre hitzebeständigen Seitenwandteile 21
lurchdringen, die entsprechend entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Energie, die von der Einrichtung zur !nergiezuführung 31 zugeführt wird, wird zu den Heizelektroden 30 und 32 geleitet, um die Masse aus geschmolzenem Glas in lern Innenraum 25 zu erhitzen.
Vie es aus den Fig. 1 und 2 der zugehörigen Zeichnung ersichtlich ist, ist im Boden des Schmelzofens eine Auslaßöffnung 14 'orgesehen, die durch die Teile 14 und 24 begrenzt wird und diese Öffnung 14 ist durch einen Durchflußblock 27 mit einer iarunter angeordneten Formvorrichtung 28 verbunden, die in der Form eine Durchflußbuchse zum Formen von Fäden aus :aserglas ausgeführt ist, wobei die Glasfasern nach unten über eine herkömmliche Sammelrolle 29 zu einer konventionellen Aufwickelvorrichtung geführt werden (nicht dargestellt).
)ie Erhitzung der geschmolzenen Glasmasse in dem Innenraum 25 erfolgt primär zwischen den einwärtsgerichteten Enden der teizelektroden 30 und 32 und die erhitzte geschmolzene Glasmasse steigt im Innern des Innenraumes 25 nach oben und gerät nit der unteren Oberfläche der Schicht aus Beschickungsmaterial 26 in Berührung, verursacht durch die Konventionsströmung, lie durch das heißeste Glas zwischen den Enden der Elektroden hervorgerufen wird. Dieses aufwärtsfließende geschmolzene jlas fließt dann entlang der unteren Oberfläche der Schicht aus Beschickungsmaterial 26 nach außen und dann entlang der Auskleidungen Seiten- und Giebelwände 21 und 22 zurück zu der Höhe, in der die Heizelektroden 30 und 32 angeordnet sind, iin Teil des nach unten fließenden Glases fließt über die Höhe, in der die Heizelektroden 30 und 32 angeordnet sind, weiter nach inten in Richtung zu der und durch die Auslaßöffnung 14 und den Durchflußblock 27 in die Formvorrichtung 28. Bedingt durch len aufwärts fließenden Strom der durch die Konvektion verursacht wird, befindet sich das heißeste Glas der geschmolzenen alasmasse im Innern des Innenraumes 25 im allgemeinen oberhalb der Stelle, an der die Heizelektroden 30 und 32 angeordnet ;ind und wird durch die Konvektion in Zirkulation und Rezirkulation versetzt, von den Heizelektroden ausgehend, um die Schicht !6 aus Beschickungsmaterial zu schmelzen. Eine geringe Menge der thermisch rezirkulierten geschmolzenen Glasmasse, die jleich der Durchflußmenge durch die Formvorrichtung 28 ist, fließt weiter nach unten über die Elektrodenanordnung hinaus. )iese Menge des geschmolzenen Glases wird in aufeinanderfolgenden isothermen Ebenen auf die gewünschte Temperatur ibgekühlt, mit der es in die Formvorrichtung eingegeben wird. Aus diesem Grund ist das geschmolzene Glas unterhalb der •lektroden 30 und 32 im allgemeinen kälter als das geschmolzene Glas oberhalb der Elektroden 30 und 32 und diese kältere Slasmasse fließt durch die im wesentlichen isothermen Ebenen abwärts durch die Auslaßöffnung 14 und den Durchflußblock 27 η die Formvorrichtung 28.
Vie es in den Fig.7 und 8 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, kann die Differenz des elektrischen Widerstandes iinwandfrei ermittelt werden. In der Fig. 7 ist der Widerstand der hitzebeständigen Schichte —1215 aus Chromoxid mit einer lohen Dichte vertikal über die Temperatur, sowohl in Grad Celsius als auch in Grad Fahrenheit aufgetragen, die in der lorizontalen eingezeichnet sind. Zusätzlich dazu ist der elektrische Widerstand von Ε-Glas in der Fig. 7 eingezeichnet. Es ist in der :ig. 7 zu erkennen, daß Ε-Glas einen elektrischen Widerstand von ungefähr 120hm pro Zentimeter bei 148O0C aufweist, während ier elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung bei der gleichen Temperatur ungefähr 20hm pro Zentimeter )eträgt. Die hitzebeständige Auskleidung hat einen elektrischen Widerstand von ungefähr 120hm pro Zentimeter bei einer "emperatur von 11000C. Gleichermaßen hat auch die hitzebeständige Monofrax-E-Auskleidung einen elektrischen Widerstand, ier niedriger ist als der von Ε-Glas bei der Betriebstemperatur des Schmelzofens, wie das in der Fig. 8 dargestellt ist. )a der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidungen 21 und 24 niedriger ist als der eleketrische Widerstand des jeschmolzenen Glases im Innenraum 25, wird von den Elektroden 30 zu den Elektroden 32 ein Kurzschlußstrom durch die litzebeständige Auskleidung mit dem niedrigeren elektrischen Widerstand fließen, anstatt daß der Stromfluß durch die jeschmolzene Glasmasse mit höherem elektrischen Widerstand fließt und der von der Stromzuführungseinrichtung 31 :ugeführte Strom wird die hitzebeständige Auskleidung stärker erwärmen, als die geschmolzene Glasmasse. Als Folge davon vird die hitzebeständige Auskleidung erwärmt und, wenn sie nicht geschmolzen wird, bröckelt sie ab und gelangt in die jeschmolzene Glasmasse im Innern des Innenraumes 25, wodurch sich Steine oder andere feste Unregelmäßigkeiten in der jeschmolzenen Glasmasse bilden.
Der Elektrodenstrom wird nicht durch die Seitenwände 11 und die hitzebeständigen Auskleidungen 21 der Seitenwände kurz jeschlossen, da es keinen wahrnehmbaren Stromfluß zwischen den Elektroden mit der gleichen Polarität gibt, die von der
Seitenwand getragen werden.
Jm den Fluß eines Kurzschlußstromes durch die hitzebeständige Auskleidung 22 der Giebelwände 12 und die hitzebeständige Auskleidung 23 der Bodenwand 13, der hitzebeständigen Auskleidung 24 der Auslaßöffnung 14 und des darunter angeordneten )urchflußblockes 27 zu verhindern, werden diese Bereiche zweckmäßig mit einer Wasserkühlung versehen, die sie auf eine Temperatur abkühlt, bei der der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung beachtlich vergrößert wird. )as wird mit Hilfe von Wärmeaustauschern 35 erreicht, die an den Außenflächen der Giebelwände 12 angeordnet sind und mit 4ilfe von Wärmeaustauschern 36, die an der Außenseite der Bodenwand 13 angeordnet sind. Diese Wärmeaustauscher sind lach einer beliebigen herkömmlichen Art ausgeführt; vorteilhaft sind sie von dem Typ der labyrinthförmige Durchflüsse aufweist, durch die das Kühlwasser fließt, wie es durch die entsprechenden Richtungspfeile in den Fig. 1,2 und 3 dargestellt ist. s/lit Hilfe einer derartigen Kühlung der Seitenwände 12 und der Bodenwand 13 wird die hitzebeständige Auskleidung aus Chromoxid auf einen solchen Wert herabgekühlt, bei dem der elektrische Widerstand der Heizung wesentlich gesteigert wird, jnd der Fluß eines Kurzschlußstromes durch die hitzebeständige Auskleidung auf ein Minimum reduziert wird. Λ/ie es aus der Zeichnung der Glaszirkulation in den Fig. 2 und 3 und der obigen Beschreibung klar ersichtlich ist, befindet sich Jas heißeste Glas und die schnellste Zirkulation der geschmolzenen Glasmasse oberhalb der Ebene der Heizelektroden 30 und 32. Deshalb bestehen die ausgeprägtesten Probleme bezüglich der Erosion und der der Kurzschlußströme in der oberen Region les Schmelzofens 10, während das geschmolzene Glas entlang dem Boden des Schmelzofens und durch die Auslaßöffnungg 14 jnd den Durchflußblock 27 in kühlerem Zustand, durch im wesentlichen isotherme Bereiche mit verhältnismäßig ruhigem Fluß lindurchfließt. Infolgedessen ist es möglich, diese Bereiche mit einer kompatiblen hitzebeständigen Auskleidung aus Zirkonium !u versehen, oder einer ähnlichen hitzebeständigen Auskleidung mit hohem elektrischen Widerstand, ohne daß eine Wasserkühlung verwendet wird, wenn dieses für zweckmäßig erachtet wird.
3ei der Ausführungsform der Erfindung, die in der Fig.4 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, wurden die gleichen ^inzipien, die im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurden, auf einen Vorherd 40 zur Anwendung gebracht, der sin einfacher Kanal für die geschmolzene Glasmasse ist, der eine Glasschmelzvorrichtung und eine Formvorrichtung verbindet jnd durch den die geschmolzene Glasmasse fließt. In der Fig.4 werden die Seitenwände 41 und die Bodenwand 42 durch eine geeignete hitzebeständige Auskleidung gebildet, vorzugsweise durch eine hitzebeständige Auskleidung ays Zirkonium, wie es in
Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde und die Seitenwände 41 und die Bodenwand 42 sind mit einer Auskleidung 43 bzw. 44 versehen, die aus einer hitzebeständigen Auskleidung mit hoher Resistenz gegen Erosion gebildet wird, die einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, wie es ebenso im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, vorzugsweise mit einer hitzebeständigen Auskleidung aus Chromoxid, wie sie hier weiter oben schon beschrieben wurde. Die Seitenwände 41 und ihre Auskleidungen 43 werden von gegenüberliegenden Heizelektroden 45 durchdrungen, die mit Energie beaufschlagt werden können und mit deren Hilfe die geschmolzene Glasmasse 46, die durch den Vorherd fließt, erhitzt wird, um jegliche Wärmeverluste zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung und dem Ziel, Kurzschlußströme durch die hitzebeständige Auskleidung 44 der Bodenwand zu verhindern, ist ein Wärmeaustauscher 50 vorgesehen, der sich im vollen Kontakt mit der unteren Oberfläche der Bodenwand 42 befindet. Dieser Wärmeaustauscher 50 ist vom gleichen Typ wie der im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 weiter oben beschriebene. Der Wärmeaustauscher 50 kühlt die Bodenwand 42 und die hitzebeständige Auskleidung 44 der Bodenwand 42 auf einen solchen Wert herab, daß der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung 44 der Bodenwand 42 wesentlich erhöht wird und die Tendenz zum Fließen von Kurzschlußströmen zwischen den Elektroden 45 durch die hitzebeständige Auskleidung 44 reduziert wird.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einem Glasschmelzofen zur Anwendung gebracht, der Elektroden aufweist, die durch die Bodenwand eingeführt sind. Genauer gesagt, enthält der Schmelzofen 60 Seitenwände 61 mit hitzebeständigen Auskleidungen 63 und eine Bodenwand 62 mit einer hitzebeständigen Auskleidung 64, wobei jede der Seitenwände 61 und die Bodenwand 62 mit einer hitzebeständigen Auskleidung 63 und 64 aus einem Material mit hoher Erosionsfestigkeit versehen sind, vorzugsweise einem hitzebeständigen Material aus Chromoxid, wie es hierin schon weiter oben beschrieben wurde. Eine der Seitenwände 61 und ihre Auskleidung 63 ist mit einer Auslaßöffnung 65 versehen, durch die geschmolzene Glasmasse 66 abfließen kann, die von den hitzebeständigen Auskleidungen 63 der Seitenwände 61 und der hitzebeständigen Auskleidung 64 der Bodenwand 62 eingeschlossen wird. Dieses geschmolzene Glas 66 ist mit einer Lage aus Stücken von ungeschmolzenem Glas als Beschickungsmaterial 67 bedeckt. Vier Elektroden 70 erstrecken sich aufwärts durch die Bodenwand 62 und durch die hitzebeständige Auskleidung 64 der Bodenwand 62 in das geschmolzene Glas 66 und diese Elektroden 70 werden von einer Energieversorgungseinrichtung (nicht dargestellt) mit Elektroenergie versorgt; derartig, daß die Elektroden mit einem Schmelzstrom entgegengesetzter Polarität gespeist werden. Die Anzahl der Elektroden und ihre geometrische Anordnung, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, ist schematisch dargestellt und soll mehr als repräsentative Darstellung für jede der Vielzahl im Stand der Technik bekannte Anordnungen dienen, die bei Glasschmelzvorrichtungen mit Heizung durch Elektroden, die durch die Bodenwand eingeführt sind, kommerziell verfügbar sind. Geeignete Elektrodenanordnungen und geeignete Einrichtungen zur Energieversorgung derartiger Elektrodenanordnungen sind unter anderem gut bekannt aus den US-Patentbeschreibungen Nr.3683093; 3395237 und 3836689.
Da die Elektroden 70 eine entgegengesetzte Polarität aufweisen und gemeinsam von der gleichen Bodenwand 62 und gleichen hitzebeständigen Auskleidung 64 des Schmelzofens 60 gehalten werden, wird die Ausbildung von Kurzschlußströmen durch die hitzebeständige Auskleidung 64 der Bodenwand 62, die einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, dadurch vermieden, daß die Bodenwand 62 mit Hilfe eines Wärmeaustauschers 75 gekühlt wird, der sich in vollem Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche mit der unteren Oberfläche der Bodenwand befindet und dem Kühlwasser zur Zirkulation in seinem Inneren, in der Weise wie es weiter oben beschrieben wurde, zugeführt wird. Durch die Kühlung der Bodenwand 62 und der hitzebeständigen Auskleidung 64für die Bodenwand 62 wird der elektrische Widerstand für die Bodenwand 62 vergrößert, auf einen Wert, so daß wesentliche Kurzschlußströme durch die hitzebeständige Auskleidung 64 der Bodenwand 62 nicht mehr auftreten, aus dem Grund und in der Art, wie sie hiervor beschrieben wurde.
In dem Schmelzofen des Typs, der in den Fig. 5 und 6 der zugehörigen Zeichnung beschrieben wurde, ist das kälteste Glas dasjenige, das sich in der Nähe der Bodenwand 62 und der hitzebeständigen Auskleidung 64 befindet, da das heißeste Glas von den Elektroden in dem Schmelzofen von den Elektroden 70 nach oben steigt und durch die Konvektion von der Bodenwand 62 wegfließt. Darüber hinaus weist das Glas, das durch die Auslaßöffnung 65 zu der Formvorrichtung (nicht dargestellt) geführt wird, eine Temperatur auf, die wesentlich niedriger liegt, als die Temperatur des Glases, an den oberen Enden der Elektroden
70, -
Da der elektrische Widerstand sowohl des geschmolzenen Glases 66 als auch der Auskleidung 64 der Bodenwand 62 umgekehrt exponentiell mit der Temperatur variieren, ist es ersichtlich, daß das Glas im Bereich des primären Stromflußweges zwischen den Elektroden eine wesentlich höhere Temperatur aufweist, als die Temperatur der hitzebeständigen Auskleidung 64 der Bodenwand 62. Diese Temperaturdifferenz kann sich in einem Bereich von ungefähr 156°C bis ungefähr 2670C bewegen. Wenn der Wärmeaustauscher 75 die hitzebeständige Auskleidung 64 der Bodenwand 62 auf einen niedrigeren Wert herabkühlt, dann erhöht sich diese Temperaturdifferenz noch weiter und der relative elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidung 64 der Bodenwand 62 wird auf einen Wert vergrößert, bei dem das Fließen von Kurzschlußströmen durch die hitzebeständige Auskleidung 64 der Bodenwand 62 auf ein Minimum herabgesetzt wird.
Obwohl die vorliegar.de Erfindung für jede Glaszusammensetzung angewendet werden kann, ist sie besonders vorteilhaft für Glasarten mit geringen Fließeigenschaften anwendbar, wie Faserglaskompositionen mit einem verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt. Wenn die Glaszusammensetzung, die geschmolzen werden soll, ein Ε-Glas ist, dann bewegt sich die Temperatur des heißesten Glases, das heißt des Glases oberhalb der Elektroden 30, im allgemeinen ungefähr in einer Größenordnung von 1482°C bis 1 5380C, während das Glas, das in die Formvorrichtung 28 eintritt, wesentlich kälter ist und im allgemeinen eine Temperatur in der Größenordnung von 126O0C bis 13430C aufweist. Eine typiscshe E-Glas-Zusammensetzung ist die folgende:
Bestandteile Gewichtsprozente
AI2O3 14,5
Fe2O3 0,4
CaO 17,5
MgO 4,4
Na2O 0,5
B2O3 6,5
F„ η -3
:s können auch andere Glassorten als Ε-Glas gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden. Zum Beispiel kann C-Glas η der Formvorrichtung 28 zu Fasern geformt werden. Eine typische C-Glas-Zusammensetzung ist die folgende: Bestandteile Gewichtsprozent
SiO2 65,1
AI2O3 3,7
Fe2O3 0,4
CaO 14,3
MgO 2,8
Na2O 8,1
B2O3 5,5
)ie hitzebeständige Auskleidung für den Innenraum für das geschmolzene Glas muß mit dem Glas, das geschmolzen werden ioll, kompatikel sein, das heißt, die hitzebeständige Auskleidung muß gegenüber der Glaszusammensetzung bei der ietriebstemperatur der Erhitzungsvorrichtung inert sein und sie muß gegen die Erosion durch das Glas resistent sein, nsbesondere in den Bereichen oberhalb der Elektroden, wo das geschmolzene Glas durch die thermischen vonvektionsströmungen, die durch die Hitze, der die geschmolzene Glasmasse zwischen den Spitzen der Elektroden ausgesetzt 3t, erzeugt wird, besonders schnell zirkuliert.
Is wurde gefunden, daß eine hitzebeständige Auskleidung aus Chromoxid mit hoher Dichte mit Ε-Glas kompatibel ist. Diese litzebeständige Auskleidung weist vorteilhaft folgende Zusammensetzung auf:
Bestandteile Gewichtsprozent
| TiO2 | 3,8 |
| Cr2O3 | 92,7 |
| Fe2O3 | 0,4 |
| Verunreinigungen | 3,1 |
)ie oben genannte hitzebeständige Auskleidung kann auch für C-Glas mit der oben genannten Zusammensetzung Verwendung inden. Eine hitzebeständige Auskleidung, die auch mit C-Glas kompatibel ist, aber nicht mit Ε-Glas, hat folgende lusammensetzung:
Bestandteile Gewichtsprozent
Cr2O3 79/7
MgO .8,1
Fe2O3 6,1
AI2O3 4,7
SiO2 1,3
TotalesAlkaii 0,1
Vie oben ausgeführt, können die oben genannten hitzebeständigen Auskleidungen und andere ähnliche hitzebeständige Auskleidungen für Auskleidungen 21; 22; 23 und 24 verwendet werden, weil sie mit den gewünschten Glaszusammensetzungen ompatibel sind und eine hohe Resistenz gegen die Erosion durch die geschmolzene Glasmasse aufweisen, die in dem inenraum 25 zirkuliert und durch die Auslaßöffnung 14 und den Durchflußblock 27 in die Formvorrichtung 28 fließt, isbesondere bei den erhöhten Temperaturen, bei denen das Glas im Innern des Schmelzofens 10 geschmolzen und onditioniert wird. Der elektrische Widerstand der hitzebeständigen Auskleidungen bei der Betriebstemperatur des ichmelzofens 10 ist jedoch niedriger als der elektrische Widerstand der geschmolzenen Glasmasseim Innenraum 25 und des urch den Schmelzofen 10 in die Formvorrichtung 28 fließenden Glases.
Claims (2)
1. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Erhitzungsvorrichtung ein Vorherd ist, der zum Zuführen von geschmolzenem Glas zu einer Formenanordnung dient, wobei sich die Elektroden durch gegenüberliegende Seitenwände des Vorherds erstrecken, die Elektroden der entsprechenden Seitenwände alle die gleiche Polarität aufweisen und die Elektroden der gegenüberliegenden Seitenwand alle die entgegengesetzte Polarität besitzen und die Bodenwand des Vorherds mit Mitteln zu ihrer Kühlung versehen ist.
lierzu
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