DD288368A5

DD288368A5 - MELTING PAN FOR SILICATIVE SUBSTANCES

Info

Publication number: DD288368A5
Application number: DD33350389A
Authority: DD
Inventors: Hans-Georg Lich; Hans-Juergen Linz; Wolfgang Maskos; Gerd Philipp; Dietmar Stiebert
Original assignee: Veb Waermetechnisches,Inst. D. Glasindustrie,De; Veb Werk F. Technisches Glas Ilmenau,De
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1991-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmelzwanne fuer silikatische Stoffe. Zum Schmelzen von silikatischen Stoffen, insbesondere von Borosilikatglas dient eine ueber einen versenkten Durchlasz mit einer Arbeitswanne verbundene Schmelzwanne. Fuer sich am Wannenboden ansammelnde Verunreinigungen ist eine Drainage vorgesehen. Zur Verringerung der Korrosionsmoeglichkeiten, Erhoehung der Standzeit, Zurueckhaltung von korrosionsbedingten Verunreinigungen in der Schmelzwanne ist in Verlaengerung des Durchlasses ein Kanal vorgesehen, dessen Laenge nahezu gleich der Laenge der Schmelzwanne und dessen Breite im wesentlichen gleich der Durchlaszbreite ist. Die Sohle des Kanals ist in einem groeszeren Bereich zu einem kleineren horizontalen Bereich hin geneigt, in dem sich mindestens eine Drainageoeffnung befindet. Fig. 1{Schmelzwanne; Glas; Durchlasz, versenkt; Arbeitswanne; Drainageoeffnung; Kanal, durchlaszbezogen; Kanalsohle, horizontal, geneigt; Schwelle}The invention relates to a melting tank for silicate substances. For melting of silicate materials, in particular of borosilicate glass is a connected via a sunken Durchlasz with a working trough melting tank. For the accumulation of impurities at the bottom of the tub drainage is provided. To reduce the Korrosionsmoeglichkeiten, increase the service life, retention of corrosion-related impurities in the melting tank is provided in Verlaengerung the passage a channel whose length is almost equal to the length of the melting tank and whose width is substantially equal to the Durchlaszbreite. The sole of the channel is inclined in a larger area to a smaller horizontal area in which there is at least one drainage opening. Fig. 1 {melting tank; Glass; Durchlasz, sunk; Working well; Drainageoeffnung; Channel, by-lasers; Channel base, horizontal, inclined; Threshold}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schmelzwanne für silikatische Stoffe, Insbesondere zur vollelektrischen Schmelze von Borosilikatglas, die über mindestens einen versenkten Durchlaß mit einer Arbeitswanne verbunden ist, in ihrem Boden in Verlängerung des Durchlasses mit einer Vertiefung versehen ist und in der Vertiefung eine Drainageöffnung zum Ablassen von verunreinigten Glas versehen ist.The invention relates to a melting tank for siliceous substances, in particular to the all-electric melt of borosilicate glass, which is connected via at least one sunken passage to a working tub, is provided in its bottom in extension of the passage with a recess and in the recess a drainage opening for the discharge of contaminated Glass is provided.

Characteristic of the known state of the art

In Schmelzwannen für silikatische Schmelzen unterliegen die aus feuerfestem Material bestehenden Wandungen einem mehr oder weniger großen Verschleiß. Das dabei korrodierte Material löst sich in der Schmelze und erzeugt ein verunreinigtes Gemisch höherer Dichte, das sich vornehmlich am Boden des Schmelzofens absetzt und ansammelt. Du -h die bodennahe Entnahmeströmung wird das verunreinigte Gemisch in den Durchlaß transportiert, wo auf Grund der Querschnittsverengung des Strömungsbereiches und kombinierter vertikaler und horizontaler Strömungsabschnitte Verunreinigungen in den Produktstrom gelangen. Es kommt zu Schlierenbildungen und somit zu Qualitätsverringerungen des fertigen Produktes. Zur Verhinderung solcher Qualitätsverringerungen werden verschiedene Drainageanordnungen verwendet, mit deren Hilfe das verunreinigte Gemisch entfernt werden kann.In furnaces for silicate melts, the existing of refractory material walls are subject to a greater or lesser degree of wear. The corroded material dissolves in the melt and creates a contaminated mixture of higher density, which settles and accumulates primarily at the bottom of the furnace. You -h the ground-level extraction flow, the contaminated mixture is transported into the passage, where due to the cross-sectional constriction of the flow area and combined vertical and horizontal flow sections impurities enter the product flow. It comes to Schlierenbildungen and thus to quality reductions of the finished product. To prevent such quality reductions, various drainage arrangements are used, with the aid of which the contaminated mixture can be removed.

Aus der DE-OS 27 52467 ist ein elektrisch beheizter Schmelzofen bekannt, dessen Wannen- und Durchlaßboden in gleicher Höhe angeordnet sind und bei dem sich Drainageöffnungen zum Beseitigen der Verunreinigungen in den nachgeordneten Vorrichtungen zum Fortleiten der Schmelze befinden. Dadurch können zwar die sich in diesen Bereichen ansammelnden Verunreinigungen weitestgehend der Schmelze entzogen werden, jedoch kann die Mitnahme von bereits abgeschiedenen Verunreinigungen in dem durch Querschnittsverengungen des Durchlasses und der nachgeordneten Vorrichtungen bedingten, mit erheblicher Geschwindigkeit fließenden Schmelzstrom nicht verhindert werden.From DE-OS 27 52467 an electrically heated melting furnace is known, the well and passage bottom are arranged at the same height and in which there are drainage openings for removing the impurities in the downstream devices for conveying the melt. As a result, while the impurities accumulating in these areas can be largely removed from the melt, the entrainment of impurities already deposited can not be prevented in the melt flow flowing at considerable speed due to the cross-sectional constrictions of the passage and the downstream devices.

Bekannt ist aus der DD-PS 248573 die Anordnung einer Drainageöffnung am Beginn eines Durchlasses und einer Schwelle, die im Durchlaß der Drainageöffnung unmittelbar nachgeordnet ist. Dabei weist jedoch der vor der Schwelle entstandene Staubereich für den Schlamm eine geringe Kapazität auf. Außerdem unterliegt die aus Feuerfestmaterial bestehende Schwelle im Durchlaß wegen der dort herrschenden starken Strömung einem erheblichen Verschleiß, so daß ein effektives Zurückhalten der Verunreinigungen nicht von Dauer ist.It is known from DD-PS 248573, the arrangement of a drainage opening at the beginning of a passage and a threshold, which is immediately downstream in the passage of the drainage opening. In this case, however, the storage area in front of the threshold for the sludge has a low capacity. In addition, the threshold consisting of refractory material in the passage is subject to considerable wear due to the prevailing strong flow, so that an effective retention of the impurities is not permanent.

Für das Sammeln des Schlammes im Bereich seines Entstehens werden gemäß der US-PS 4433420 in Strömungsrichtung längs oder quer zugeordnete Kanäle mit horizontalen Böden benutzt. Wegen des nicht oder nur im geringen Abstand von der Entnahmestelle im Bassinhoden abgeschrägten Auslaufbereichs und des Theologischen Verhaltens der verunreinigten Schmelze ist keine optimale Drainage erreichbar, weil verunreiniqte Schmelze am Boden verbleiben kann und statt dessen saubere Schmelze abgelassen wird.For the collection of the sludge in the region of its emergence channels according to the US-PS 4433420 longitudinally or transversely associated channels are used with horizontal bottoms. Because of the not sloped or only at a small distance from the sampling point in Bassinhoden beveled outlet area and the Theological behavior of the contaminated melt optimal drainage can not be achieved because verunreiniqte melt can remain on the ground and instead clean melt is discharged.

Bekannt ist aus der DD-PS 256979 ein Elektroglasschmelzofen, der zum Schmelzen von Borosilikat besonders geeignet ist, der in Verengerung des Durchlasses mit gleicher Sohlenhöhe im Schmelzteil einen symmetrisch zur Mittelebene angeordneten Kanal aufweist. Abgesehen davon, daß eine Drainage nicht vorgesehen ist, werden auf Grund der Strömungsbedingungen die Verunreinigungen ständig in den Konvektionsstrom einbezogen und an keiner Stelle zurückgehalten. Ferner sind Untersuchungen durchgeführt worden (A.Treptow, Diss. A, TH Aachen, 1986) wonach die beste Lösung eine . versenkte Drainage in einem Durchlaß mit Rückströmung am Boden, kombiniert mit einer zweiten versenkten Drainageöffnung in einem Strömungstotgebiet der Läuterwanne Ist. Es zeigt sich jedoch, daß einerseits infolge des ebenen Bodens im Durchlaß durch die Drainageöffnung nur ein Teil des Bodenschlammes und danach auch saubere Schmelze abgelassen wird und daß andererseits durch die starke Schmelzeströmung im Durchlaß Verunreinigungen in die Weiterleitung des Glasstromes einbezogen werden.It is known from DD-PS 256979 an electric glass melting furnace, which is particularly suitable for melting of borosilicate, which has a constriction of the passage with the same sole height in the melting part a symmetrically arranged to the median plane channel. Apart from the fact that a drainage is not provided, due to the flow conditions, the impurities are constantly included in the convection current and retained at any point. Furthermore, studies have been carried out (A. Treptow, Diss. A, TH Aachen, 1986) according to which the best solution. submerged drainage in a backflow passage at the bottom, combined with a second recessed drainage port in a flow dead zone of the refining well. It turns out, however, that on the one hand due to the flat bottom in the passage through the drainage opening only a portion of the bottom sludge and then clean melt is discharged and that on the other hand be included by the strong melt flow in the passage impurities in the forwarding of the glass stream.

Object of the invention

Die Erfindung soll die aufgezeigten Mängel umgehen und eine Schmelzwanne schaffen, die qualitativ hochwertige, von Verunreinigungen wenig oder nicht belastete Schmelze liefert und bei der selbst die Korrosionsmöglichkelten verringert und die Standzeit erhöht sind.The invention is intended to circumvent the identified deficiencies and create a melting tank, the high-quality, little or no contaminants impurities supplied melt and in which even reduces the Korrosionsmöglichkelten and the service life is increased.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Sammeln und Ablassen von verunreinigter Schmelze so anzuordnen und auszubilden, daß es weder der Konvektionsströmung in der Schmelzwanne noch dem Schmelzestrom im Durchlaß gelingt, Verunreinigungen bzw. Schlamm mitzureißen und in die Arbeitswanne bzw. in die Weiterleitungselnrichtung für die Schmelze zu bringen.The invention is therefore based on the object so to arrange and form a device for collecting and discharging contaminated melt, that it succeeds neither the convection in the melting furnace nor the melt stream in the passage entrain impurities or sludge and in the working tub or in the Forwarding direction for the melt to bring.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vertiefung in der Schmelzwanne als Kanal ausgebildet ist, dessen Länge nahezu gleich der Länge der Schmelzwanne ist und dessen Breite 80 bis 110%, vorzugsweise 90 bis 100%, der Breite des Durchlasses beträgt und der im Bereich der Drainageöffnung eine horizontale und Im übrigen Bereich eine geneigte Sohle aufweist, und daß der Kanal in der Nähe des Durchlasses von einer Schwelle begrenzt ist. Diese Schwelle verhindert, daß am Boden der Schmelzwanne und des Durchlasses eine die Verunreinigungen mitnehmende oder aufwirbelnde Strömung besteht; sie hält den Schlamm in der Schmelzwanne mit ihren weniger kräftigen Schmelzeströmungen zurück und läßt ihn nicht in den Durchlaß gelangen. Der Kanal in der Mitte, parallel zur Achse der Wanne läßt nicht nur die durch die Konvektionsströmung bewegten, gegenüber der übrigen Schmelze schwereren Schmelzteilchen zur Ruhe kommen, sondern er gewährleistet gleichzeitig durch seinen schrägen Bereich, daß sich die schwereren Verunreinigungen gezielt zur Drainageöffnung hin bewegen. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann innerhalb weiter zeitlicher Grenzen auch nicht durch einen fortschreitenden Verschleiß der Schmelzwanne und insbesondere der Schwelle beschränkt werden, was z. B. der Fall ist, wenn sich Schwelle und Drainageöffnung im Durchlaß befinden.According to the invention, this object is achieved in that the recess in the melting tank is formed as a channel whose length is almost equal to the length of the melting tank and whose width is 80 to 110%, preferably 90 to 100%, the width of the passage and the in the region of the drainage opening has a horizontal and in the remaining area an inclined sole, and that the channel is limited in the vicinity of the passage of a threshold. This threshold prevents that at the bottom of the melting tank and the passage there is a flow entraining the impurities or whirling up; It holds back the sludge in the melting tank with its less powerful melt flows and does not let it enter the passage. The channel in the middle, parallel to the axis of the trough not only allows the moving through the convection, with respect to the other melt heavier melt particles come to rest, but he ensured at the same time by its oblique region that move the heavier contaminants targeted to the drainage hole. The operation of the device according to the invention can not be limited within a long time limits by a progressive wear of the melting tank and in particular the threshold, which z. As is the case when the threshold and drainage opening are in the passage.

Eine vorteilhafte Gestaltung des Kanals ergibt sich, wenn die Kanalsohle in einem Bereich von 25 bis 30% der Kanallänge horizontal ist und die Neigung der Kanalsohle an den horizontalen Bereich anschließend 1:8 bis 1:12 (Tiefe zu Länge) beträgt. Die Neigung ist erforderlich, damit im wesentlichen unabhängig von der Hauptrichtung des Konvektionsstromes die schweren Verunreinigungen stets zum horizontalen Teil der Kanalsohle absinken.An advantageous design of the channel results when the channel base is horizontal in a range of 25 to 30% of the channel length and the inclination of the channel base to the horizontal region is then 1: 8 to 1:12 (depth to length). The inclination is required so that substantially regardless of the main direction of the convection current, the heavy contaminants always fall to the horizontal part of the channel bottom.

Eine für die Beruhigung der Schlammschicht ausreichende Kanaltioie ergibt sich, v/etin die Kanalsohle im Bereich der Drainageöffnung 100 bis 200mm unter dem Wannenboden liegt.A sufficient for the soothing of the mud layer Kanaltioie results, v / etin the channel bottom in the drainage hole is 100 to 200 mm under the bottom of the tub.

Wichtig ist es, daß die Schwelle genügend korrosionsbeständig ausgebildet und möglichst nahe am Durchlaß angeordnet ist. Für die Standzeit der Schwelle ist auch die Schwellendicke bedeutungsvoll, die vorteilhaft 250 bis 350mm beträgt. Ist die Drainageöffnung aus rheologischen Gründen nahe der Schwelle angeordnet, so befindet sich die obere Fläche der Schwelle in derselben Höhe wie der Kanalboden, ist die den Kanal begrenzende Fläche der Schwelle oben zum Durchlaß hin geneigt, hat die obere Fläche der Schwelle eine um 25 bis 35% geringere Breite als ihre Grundfläche und liegt die Kanalsohle an dem von der Schwelle entfernt befindlichen Ende des Kanals 50 bis 150mm tiefer als der Wanminboden. Die Drainageöffnung kann sich auch an dem der Schwelle abgewandt liegenden Kanalende befinden. In diesem Fall überragt die Schwelle den Wannenboden um 50 bis 150mm. Vorteilhaft umgibt sie die gesamte Öffnung des Durchlasses.It is important that the threshold is sufficiently resistant to corrosion and arranged as close to the passage. For the life of the threshold and the threshold thickness is significant, which is advantageously 250 to 350mm. If, for rheological reasons, the drainage opening is located close to the threshold, the upper surface of the threshold is at the same height as the channel bottom, and if the channel-limiting surface of the threshold is inclined upward toward the passage, the upper surface of the threshold has a 25 to 35% smaller width than its base and the channel bottom is at the remote from the threshold end of the channel 50 to 150mm lower than the Wanminboden. The drainage opening can also be located at the end of the channel facing away from the threshold. In this case, the threshold surmounted the trough floor by 50 to 150mm. Advantageously, it surrounds the entire opening of the passage.

Ausführungsbalsplel The invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing of two embodiments. Show it

Fig. 1: einen Axialschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Schmelzwanne entlang der Linie A-A in Fig. 2; Fig. 2: einen Grundrißschnitt derselben ersten Schmelzwanne entlang der Linie B-B in Fig. 1; Fig. 3: einen Axialschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Schmelzwanne entlang der Linie C-C in Fig.4 und Fig.4: einen Grundrißschnitt derselben zweiten Schmelzwanne entlang der Linie DD in Fig.3.1 shows an axial section through a first melting tank according to the invention along the line A-A in FIG. 2; FIG. 2 is a plan view of the same first melting tank along the line B-B in FIG. 1; FIG. 3 shows an axial section through a second melting tank according to the invention along the line C-C in FIG. 4, and FIG. 4 shows a plan view of the same second melting tank along the line DD in FIG.

In den Figuren 1 und 2 befindet sich eine Schmelze 1 in einer Schmelzwanne 2, die von den Seitenwänden 3, einer Durchlaßwand 4, einer Stirnwand 5 und einem Boden 6 begrenzt ist.In FIGS. 1 and 2 there is a melt 1 in a melting tank 2 which is delimited by the side walls 3, a passage wall 4, an end wall 5 and a bottom 6.

Die Wanne 2 verbindet ein versenkter Durchlaß 7 mit einer Arbeitswanne 8. Der Beheizung der in Betrieb befindlichen Schmelzwanne 2 und Arbeitswanne 8 dienen horizontale und vertikale Elektroden 9. Im horizontalen Boden 6 ist ein Kanal 10 in Verlängerung des Durchlasses 7 vorgesehen, der wie der Durchlaß 7 symmetrisch zu einer Mittelachse X-X angeordnet und in gleicher Brette wie der Durchlaß 7 von der Stirnwand 5 bis zu einer Schrägfläche 11 an einer den Durchlaß 7 begrenzenden Schwelle 12 reicht. An der Stirnwand 5 hat der Kanal eine Tiefe von 100mm.The trough 2 connects a sunken passage 7 with a working trough 8. The heating of the operating furnace 2 and working trough 8 serve horizontal and vertical electrodes 9. In the horizontal bottom 6, a channel 10 is provided in extension of the passage 7, which as the passage 7 arranged symmetrically to a central axis XX and in the same board as the passage 7 from the end wall 5 to an inclined surface 11 at a passage 7 limiting threshold 12 extends. On the front wall 5, the channel has a depth of 100mm.

From the frontal wound 5, the channel bottom 13 extends with an inclination of 1: 9 (depth to length) up to a horizontal region 14

der Kanalsohle, der 20 mm tiefer liegt als der Wannonboden 6,26% der Kanallänge umfaßt und eine verschließbarethe channel bottom, which is 20 mm lower than the Wannon floor comprises 6.26% of the channel length and a closable

Drainage opening 15 has. When operating the melting tank 2, the heavier contaminants 16 deposit in the channel 10, where they are due to the Slant of the channel sole 13 slip into the horizontal portion 14 of the channel 10 and from there through the drainage opening 15th

von Zeit zu Zeit oder ständig abgelassen werden. Das Ablassen der Verunreinigungen 16 soll möglichst mit keinem Verlust vonsauberer Schmelze 1 verbunden sein. Die Schwelle 12 hindert die Verunreinigungen 16 in den Durchlaß 7 zu kommen.be drained from time to time or constantly. The discharge of the impurities 16 should be connected as possible with no loss of clean melt 1. The threshold 12 prevents the contaminants 16 from entering the passage 7.

According to Figures 3 and 4 is again a Schr.elzwanne 17 via a passage 18 with a working trough, not shown

verbunden. Die mit Schmelze 19 gefüllte Wanne 17 besitzt Seitenwände 20, eine Durchlaßwand 21, eine Stirnwand 22, einenconnected. The filled with melt 19 pan 17 has side walls 20, a passage wall 21, an end wall 22, a

Bottom 30 and a channel 23 whose width is 80% of that of the passage 10. A threshold 24 limits the one hand the Channel 23 and on the other hand surrounds the inlet opening 25 of the passage 18th Channel 23, threshold 24 and passage 18 liegun symmetrical to a central axis Y-Y. The channel 23 has a 30% of its Length comprehensive region 26 with horizontal sole, the end wall 22 adjacent, and a 70% comprehensive range 27th

mit im Verhältnis (Tiefe zu Länge) 1:12 geneigter Sohle auf. Durch eine DrainageÖffnung 28 können die im Kanal 23 sichansammelnden Verunreinigungen 29 abgelassen werden. Dia den Wannenboden um 50 mm überragende Schwelle 24 läßt esnicht zu, daß die Verunreinigungen (Wannenkorrosionsprodukt) in den Durchlaß 18 gelangen.with inclined (depth to length) 1:12 inclined sole. Through a drainage opening 28, the accumulating in the channel 23 impurities 29 can be drained. Dia the tub bottom by 50 mm superior threshold 24 does not allow the impurities (tub corrosion product) get into the passage 18.

They slide on the threshold 24 at the level of the tub bottom 30 attaching inclined channel bottom 27 down to the

horizontalen Bereich 26, der 100 mm unter dem Wannenboden 30 angeordnet ist.horizontal region 26, which is 100 mm below the trough bottom 30 is arranged.

In Figs. 3 and 4, the manner and arrangement of heating has been omitted for the sake of simplicity. She can with Fuels, with electricity or mixed success. The invention is not bound to the illustrated embodiments. It is as much as heating methods

der Wannengeometrie vielfältig variierbar. Ebenso sind die abweichenden Merkmale der Ausführungsbeispiele miteinanderunterschiedlich kombinierbar.The tub geometry varied varied. Likewise, the different features of the embodiments are combinable differently.

If several passages are provided, the same number of channels and thresholds can be arranged. It is also possible only

einen gleichgerichteten Kanal vorzusehen, dessen Breite durch die Durchlaßbreiten und die Abstände der Durchlässe bestimmento provide a rectified channel whose width is determined by the passage widths and the distances of the passages

Claims

1. narrow tank for siliceous substances, in particular for all-electric melt of borosilicate glass, which is connected via at least one sunken passage with a working tub, is provided in its bottom in extension of the passage with a recess and in the recess has a drainage opening, characterized in that the recess is formed as a channel whose length is almost equal to the length of the melting tank and whose width is 80 to 110% of the width of the passage and which has a horizontal sole in the region of the drainage opening and an inclined sole in the remaining region, and in that the channel is limited to the passage of a threshold.

2. melting tank according to claim characterized in that the channel base is horizontal to a range of 25 to 30% of the channel length and the inclination of the channel sole to the horizontal region then 1: 8 to 1:12.

3. melting tank according to claim 2, characterized in that the channel bottom is in the region of the drainage opening 100 to 200 mm under .lern tank bottom.

4. melting tank according to claim 3, characterized in that the thickness of the threshold is 250 to 350 mm.

5. Melting tank according to claim 4, characterized in that the drainage opening is arranged close to the threshold, the upper surface of the threshold is at the same height as the channel bottom, the channel limiting surface of the threshold is inclined up to the drain, the upper surface of the Threshold has a 25 to 35% smaller width than the base of the threshold, the channel bottom at the threshold remote end of the channel is 50 to 150 mm lower than the bottom of the tub.

6. melting tank according to claim 4, characterized in that the drainage opening is arranged at the threshold of the distal end of the channel and the threshold of the channel bottom surmounted by 50 to 150 mm.