DD294238A5 - Glasschmelzverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Glasschmelzverfahren zur Verringerung von Glasschaeden bzw. Glasbruch durch Spannungen im Glas, ausgeloest durch sogenannte Nickelsulfidsteine. Zur Verringerung der Nickelsulfidbildung wird daher erfindungsgemaesz vorgeschlagen, dasz der Glasschmelze ein Gleichstrom mit Hilfe wenigstens einer Anode und wenigstens einer Kathode zugefuehrt wird, wobei sich die Anode fuer die Gleichstromzufuehrung dicht am Boden der Glasschmelze im Bereich des Schmelzofens vor der Zone mit den ansteigenden Stroemungen befindet, so dasz Oxydationsbedingungen im Bodenbereich vor der Zone mit den ansteigenden Stroemungen geschaffen werden und dadurch das Vorhandensein von Nickelsulfidsteinen im Glas verhindert bzw. unterdrueckt wird.{Glasschmelzverfahren; Nickelsulfidbildung; Nickelsulfidsteine; Gleichstromzufuehrung; Oxydationsbedingungen; Glasschmelze; Bodenbereich; Anode; Kathode}

Description

Glasschmelzverfahren Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Glasschmelzverfahren zur Vermeidung bzw* Unterdrückung von Nickelsulfidanteilen in der Glasschmelze.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es treten manchmal kleine Nickelsulfidteilchen (NiS) im Glas auf, die gewöhnlich als Nickelsulfidsteine bekannt sind und zu einer starken Verminderung der Glasqualität führen« Nickelsulfidsteine sind gewöhnlich zu klein, um erkannt zu werden, und sehr schwer mit optischen Prüfgeräten festzustellen· Ihr negativer Einfluß auf Glasprodukte ist auf den großen Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Nickelsulfid und Glas zurückzuführen. Eine Änderung der Temperatur eines Glasproduktes, wie zum Beispiel einer Glasscheibe, die in einem Gebäude oder Fahrzeug eingesetzt ist, das einen Nickelsulfidstein enthält, kann dazu führen, daß starke, örtlich begrenzte Spannungen in der Nähe des Steines entstehen, die so groß sein können, daß die Scheibe bricht. Dieses Problem ist besonders akut bei vorgespann-

tem oder Einscheibensicherheitsglas· Nickelsulfidsteine unterliegen! auch langsamen Phasenänderungen, die örtlich begrenzte Spannungen verursachen· Da es schwierig ist, das Vorhandensein von Nickelsulfidsteinen im Glas festzustellen, und ihre Auswirkungen erst lange nach dem Einsetzen der Glasscheibe auftreten können, ist die Verhütung von Nickelsulfidsteinen eine wichtige Zielsetzung für Glashersteller· Die einfachste Methode, Nickelsulfidsteine zu vermeiden, besteht darin, einfach zu verhindern, daß eine NickelqueJ.le in den Glasschmelzofen gelangt« Es können jedoch bereits Nickelspuren als natürlich vorkommende Verunreinigungen in den zur Glasherstellung verwendeten Rohstoffen vorhanden, sein« Außerdem kann das allgemein übliche Vorhandensein von Nickel in Edelstahllegierungen, die bei den im Zusammenhang mit der Rohatofförderung und -behandlung eingesetzten Anlagen sowie bei anderen in Verbindung mit einem Glasschmelzverfahren eingesetzten Maschinen verwendet werden, zur unbeabsichtigten Einführung geringer Nickelmengen in einen Glasschmelzofen auch dann führen, wenn große Anstrengungen unternommen werden, um ihre absichtliche Einführung zu vermeiden.

Es wäre wünschenswert, wenn die Bildung von Nickelsulfidsteinen im entstehenden Produkt aus einem Glasschmelzofen, in dem Nickelspuren vorhanden sein können, verhindert werden könnte« Das ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung«

Der bisherige Stand der Technik, von dem angenommen werden kann, daß er der vorliegenden Erfindung am meisten ähnlich ist, besteht aus Erfindungen, die sich mit der Elektrolyse von Glas befassen, wobei jedoch keine dieser Erfindungen die Verhütung von Nickelsulfidsteinen vorsieht oder eine Anordnung beschreibt, die in sich dieses Ergebnis liefert« Es ist allgemein üblich, einen elektrischen Strom durch das geschmolzene Glas in einem

Glasschmelzofen zu leiten, um so die Erhitzung der Glasschmelze zu fördern. Es wird in herkömmlicher Weise Wechselstrom zu diesem Zweck verwendet, so daß es nicht zu einer Elektrolyse des Glases kommt« Es sind bereits einige Vorschläge für die Anwendung einer Gleichstromelektrolyse zu speziellen Zwecken in Erfindungen beschrieben worden*

In den US-PS 3 811 858 und 3 811 859 wird die Elektrolyse angewendet, um Sauerstoffbläschen zu schaffen und dadurch die aufsteigende Konvektionsströmung zu verstärken, die als "Quellzone" bekannt ist. Damit dieser Effekt erreicht wird, sind bei beiden Patenten die Anoden direkt unter oder in der Quellzone und die Katoden am Boden des Schmelzofens vor der Anode angeordnet. Diese Anordnung der Elektroden ist nach den Entdeckungen der vorliegenden Erfindung unzureichend, um die Bildung von Nickelsulfidsteinen zu verhindern.

Eine ähnliche Anordnung wird in der US-PS 4 433 995 gezeigt. Die Anoden sind in der Quellzone oder dahinter angeordnet, während sich die Katoden in der Nähe der Gemengezuführung befinden, um so das Schmelzen des Gemenges zu fördern. Mit dieser Anordnung der Elektroden würden jedoch nicht die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

In der US-PS 1 955 451 wird die Elektrolyse angewendet, um eine Glasschmelze in zwei Portionen unterschiedlicher Zusammensetzung zu trennen, nachdem der Schmelzvorgang abgeschlossen ist.

In der US-PS 3 530 221 wird die Überlagerung eines Wechselstromes mit einer Gleichstromkomponenten in einem Elektroschmelzstromkreis beschrieben, wodurch die Korrosion einer Elektrode verhindert werden soll.

In der US-PS 2 561 818 wird beschrieben, daß die Wände eines Glasschmelzgefäßes dadurch geschützt werden, daß die Wand selbst eine Ladung erhält.

Die US-PS 4 227 029, die auf der herkömmlichen Annahme beruht, daß ein Gleichstrom bei einem Glasschmelzverfahren unerwünscht ist, beschreibt eine Anordnung, durch die die Gleichstromkomponenten im Wechselstromkreis eines Elektroschmelzofens auf ein Minimum verringert werden·

In den US-PS 2 277 678 und 2 281 408 werden Plus- und Minus-Zeichen an den Elektroden in den Zeichnungen gezeigt, sonst jedoch herkömmliche Elektroschmelzgrundsätze beschrieben, die mit der Anwendung von Wechselstrom vereinbar sind. Es wird weder eine Elektrolyse erwähnt noch das Verhältnis der Elektroden zu den Glasströmungen beschrieben.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Nach der vorliegenden Erfindung wird das Auftreten von Nickelsulfidsteinen im Glas dadurch verringert, daß in einem Bereich des Schmelzofens, der für die Bildung von Nickelsulfid anfällig ist, auf elektrischem Wege Oxydationsbedingungen geschaffen werden. Unter Oxydationsbedingungen reagiert Nickelsulfid im geschmolzenen Glas zu Nickeloxid, das unschädlich ist. Das meiste Glas, insbesondere Flachglas, wird unter Oxydationsbedingungen geschmolzen. Es ist deshalb etwas überraschend, daß Nickelsulfid unter diesen Bedingungen entsteht. Die Grundlage für die vorliegende Erfindung ist die Erkenntnis, daß eine relativ stagnierende Glasschicht in einem relativ reduzierten Zustand am Boden eines Schmelzofens in dem Bereich zwischen der Gemengezuführungsseite und der Quellzone vorhanden ist. Nickelsulfid, das doppelt so dicht wie geschmolzenes Glas ist, und Metallteilchen

neigen dazu, sich in dieser relativ stagnierenden Schicht anzusammeln, wodurch sie zu ihrem reduzierten Zustand beitragen und Nickelquellen liefern, aus denen sich wei-. teres Nickelsulfid bilden kann. Die Hauptmenge der Glasschmelze hat gewöhnlich eine so starke oxydierende Wirkung, daß die meisten Nickelsulfidsteine nicht weiter bestehen bleiben wurden, wenn eine ausreichend lange Verweilzeit im Schmelzofen vorgesehen wird. Es ?eigt sich, daß die stagnierende Bodenschicht von den größeren Konvektionsströmungen im geschmolzenen Glas nicht so stark beeinflußt wird, daß ein Bestehen der örtlich begrenzten Reduktionsbedingungen trotz des oxydierten Zustandes der Hauptmenge der Glasschmelze verhindert wird« Es wird angenommen, daß auf der hinteren Seite dieser stagnierenden Bodenschicht die aufsteigenden Quellzonenströmungen einen Teil des reduzierten nickelsulfidhaltigen Materials vom Boden anhebt und in die Strömung bringt, die sich zum Auslaß des Schmelzofens bewegt. Diese Tendenz kann durch Bläschen verstärkt werden, die sich infolge e?.ner örtlich begrenzt ansteigenden Temperatur bilden können. Es wird aufgrund des relativ kurzen Strömungsweges eines Teils dieses Materials durch die Quellzone zum Auslaß des Schmelzofens angenommen, daß ein Teil des Nickelsulfids, das gelegentlich in diesem Teil des Materials enthalten sein kann, vielleicht nicht ausreichend lange im oxydierten Glas verbleibt, um vollständig aufgespalten zu werden.

Die Lösung, die die vorliegende Erfindung bietet, besteht darin, Oxydationsbedingungen auf elektrischem Wege in der Nähe des Bodens des Schmelzofens wenigstens in einem Teil des Bereiches zwischen der Einlaßseite und der Quellzone zu schaffen, um so das Bestehen von Reduktionsbedingungen zu verhindern, durch die Nickelsulfidsteine erhalten bleiben oder entstehen könnten. Das geschieht dadurch, daß das geschmolzene Glas mit

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einer Anode oder mehreren Anoden im Schmelzofenboden oder deesen Nähe einem Gleichetromfeld ausgesetzt wird· Der dabei verwendete Strom ist im Vergleich zu einer Elektroheizvorrichtung sehr schwach und reicht nicht aus, eine beträchtliche Bläschenbildung infolge von - elektrolytischen Reaktionen auszulösen. Die Anordnung der Anoden ist für die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung von Bedeutung.

Vorzugsweise wird die stagnierende Schicht zwischen dem Einlaß des Schmelzofens und der Quellzone zum größten Teil oder vollständig dem oxydierenden Einfluß der Anoden ausgesetzt, so daß die Bedingungen für das Entstehen von Nickelaulfid in diesem gesamten Bereich vermieden werden· Das kann die Verwendung einer Reihe von Anoden im gesamten Bodenbereich, in dem der reduzierte Zustand besteht, erforderlich machen* Die Anoden können in alternativer Weise über einen kleineren Bereich verteilt sein, wobei die Anoden weit genug vor der Quellzone angeordnet sein müssen, damit ein ausreichend großer Abstand (und infolgedessen eine ausreichend lange Zeit) für den elektrolytisch geschaffenen Oxydationszustand entsteht und dieser auf das Nickelsulfid in der Bodenschicht einwirken kann, ehe es die Quellzone erreicht. Wenn sich die Anoden in oder unter der Quellzone befänden, dann würde keine ausreichend lange Kontaktdauer zwischen den oxydierten Teilen und dem reduzierten Material bestehen. Deshalb sind die Anoden gemäß der vorliegenden Erfindung außerhalb der Quellzone angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend.an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig_# 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen typischen, von einer Seite aus beschickten Glasschmelzofen mit Querbeheizung, der die Zirkulationsströmungsformen des geschmolzenen Glases und die Anordnung der Elektroden gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig_# 2 eine Draufsicht des Bodens des Schmelzofens von Fig. 1, die ein Beispiel für eine Anordnung der Elektroden gemäß der Erfindung zeigt«

Fig« 3 eine vergrößerte Ansicht einer*typischen Elektrodenbefestigungsanordnung im Boden eines Schmelzofens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des Einlaßbereiches eines Schmelzofens, die Einzelheiten einer eingesetzten Katode gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Die Glasschmelzofen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind gekennzeichnet durch eine Einlaßseite, auf der das Ausgangsmaterial für die Glasherstellung in eine flüssige Glässchmelze im Innern des Schmelzofens gegeben wird, und eine im allgemeinen gegenüberliegende Auslaßseite, auf der ein Produktstrom von geschmolzenem Glas aus der Glasschmelze entnommen wird. Es wird ein spezifisches Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit einem Glasschmelzofen in der allgemein üblichen Ausführung beschrieben, bei dem mehrere Flammen, die sich aus öffnungen in den Seitenwänden quer über die Glasschmelze erstrecken, als Hauptwärmequelle zum Schmelzen dienen. Es versteht sich, daß auch andere Ausführungsformen von Glasschmelzöfen häufig verwendet werden und Nutzen durch die vorliegende Erfindung haben könnten, wenn eine stagnierende, reduzierte Glasschicht eine Ursache für das Weiterbestehen von Nickelsulfidsteinen wäh-

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rend des gesamten Schmelzvorgangs ist.

Bezugnehmend auf Fig, 1 besteht der dort dargestellte typische Glasschmelzofen aus einem feuerfesten Wannenboden 1O₄ einer Wanneneinlaßseitenwand 11, einem gewölbten Dach 12, einer aufgehängten Rückwand 13 und mehreren seitlichen Feuerungsöffnungen 14, Die Anzahl der Feuerungsöffnungen kann unterschiedlich sein. Typische Flachglasschmelzöfen besitzen gewöhnlich 5 bis 8 öffnungen auf jeder Seite, Die Wanne des Schmelzofens enthält das schmelzende Glas 15, Die Wannenseitenwände 16 werden in Fig, 2 gezeigt. Das Ausgangsmaterial wird durch eine Einlaßöffnung 17 in die Glasschmelze 15 gegeben und bildet eine Schicht oder Gemengedecke 18, die schmilzt, wenn sie sich weiter in den Schmelzofen bewegt. Das geschmolzene Glas verläßt den Schmelzofen durch eine Auslaßöffnung 19 auf der Auslaßseite des Schmelzofens, die teilweise durch eine Auslaßseitenwand 20 begrenzt wird·

Die Zirkulationsströmungen in der flüssigen Glasschmelze 15 werden in Fig, 1 gezeigt. Das Vorhandensein eines relativ kalten Gemenges auf der Einlaßseite des Schmelzofens und die Abschirmung der Glasschmelze gegenüber den darüber eingesetzten Flammen durch die Gemengeschicht 18 haben nach unten gerichtete Konvektionsströmungen im Einlaßbereich der Glasschmelze zur Folge, Der heißeste Bereich im geschmolzenen Glas liegt deshalb hinter der Seite der Gemengeschicht 18, die der letzten oder vorletzten Feuerungsöffnung 14 gegenüberliegt. Die hohen Temperaturen in diesem Bereich 21, der als "Quellzone" oder "Quell'punkt" bekannt ist, lassen aufsteigende Konvektionsströmungen in der Glasschmelze entstehen. Die aufsteigenden und abfallenden Konvektionsströmungen ergeben zusammen eine ZirkulationszelJ? in dem Bereich vor der Quellzone 21, die sich bei Betrachtung wie in Fig, I allgemein entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegt, wobei' die Strömung im oberen Teil i.i eine der Hauptbewegung

der Glasschmelze entgegengesetzten Richtung (d· h« zum Einlaß 17) verläuft und die Strömungen im unteren Teil die gleiche Richtung wie die Hauptbewegung der Glasschmelze haben. Hinter der Quellzone kann eine Zirkulationszelle, die sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, vorhanden sein«

Für die vorliegende Erfindung ist köine besondere Theorie notwendig, wobei jedoch die folgenden theoretischen Betrachtungen ein besseres Verständnis für die Wirkungsweise der Erfindung liefern können. Die Strömungsgeschwindigkeit ist in der Nähe des W&nnenbodens wesentlich langsamer« Deshalb kann eine stagnierende Glasschicht in der Nähe des Schmelzofenbodens vor der Quellzone vorhanden sein, bei der sich einzelne Teile langsam auf dem Boden zur Quellzone bewegen können. Außerdem sinken die Erosionsprodukte der feuerfesten Wannenwände oder anderer Bereiche des Schmelzofens zum Boden des Schmelzofens« Durch diese Verunreinigung kann die Glasschicht am Boden des Schmelzofens zähflüssiger als die Hauptglasschmelze werden, wodurch sich die Stagnation dieser Schicht verstärken wird. Die Erosionsprodukte Zirconium- und Aluminiumdioxid reagieren am Boden des Schmelzofens zu Zirconium- und Aluminiumsilicaten. Durch diese Bildung von Silicaten steht weniger Siliciumdioxid in der Bodenschicht zur Verfügung und wird als Folge davon der Redoxzustand der Glasmasse in der Bodenschicht relativ verringert. Die Reduktionsbedingungen in dieser Schicht neigen dazu, das Bestehen von vorhandenem Nickelsulfid zu stabilisieren. Genau mit dieser stagnierenden Schicht befaßt sich die vorliegende Erfindung mit dem Ziel, das Vorhandensein von Nickelsulfid3teinen im wesentlichen auszuschließen«

Die Oxydationsbedingungen in der stagnierenden Schicht in der Nähe des Schmelzofenbodens vor der Quellzone

werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch geschaffen« daß ein Gleichstrom der Glasschmelze zugeführt wird, wobei sich die Anode in der stagnierenden Schicht befindet. Die Anode kann eine Vielzahl von Formen besitzen, wie zum Beispiel eine oder mehrere Platten, ein oder mehrere Stäbe oder eine oder mehrere Stangen, und waagerecht auf dem Schmelzofenboden angeordnet sein, wobei jedoch eine Anordnung, die aus Gründen der einfachen Installation und Auswechslung bevorzugt wird, aus mehreren Stangen 30 besteht, die senkrecht durch den Schmelzofenboden führen· Die Anodenstangen 30 brauchen nur etwas am Schmelzofenboden (ζ. B, etwa 1 cm bis 4 cm) überzustehen oder können genau in einer Höhe mit dem Schmelzofenboden angeordnet sein. Die Anoden werden vorzugsweise in einer Reihenanordnung angebracht, durch die eine weitverteilte Zuführung von Sauerstoff im stagnierenden Material entstehen soll, das dazu neigt, sich langsam in die Quellzone zu bewegen· Die Reihenanordnung kann aus mehreren Reihen bestehen, wie es in Fig· 2 gezeigt wird, wobei das zur Koordinierung der Anodenanbringung mit der Tragkonstruktion des Schmelzofens zweckmäßig, jedoch keine weoentliche Besonderheit der Erfindung ist. Zur besseren Verteilung der Sauerstoffzuführung sind die Anoden in jeder Reihe gegenüber den Anoden in den benachbarten Reihen im Beispiel, das in Fig· 2 gezeigt wird, versetzt angeordnet· Es kann' eine stärkere Strömung im mittleren Bereich als in der Nähe der Seitenwände auftreten, wobei es in diesem Fall bevorzugt werden kann, die Anoden in der Mitte dichter zueinander als in der Nähe der Soitenwände anzuordnen, wie es in Fig· 2 gezeigt wird, Die Wahl der Anzahl und des Abstandes der Anoden liegt U^rIn, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Optimierung und praktischer Ausführbarkeit zu finden. Optimale Funktionseigenschaften wurden mit einer großen Anzahl von dicht nebeneinander angeordneten Anoden erreicht werden. Die Kosten der Herstellung einer großen Anzahl von Bohrungen

und die damit verbundenen Unannehmlichkeiten werden in den meisten Fällen dazu führen, daß eine kleinere Anzahl als die optimale Anzahl von Anoden verwendet wird· Eine bestimmte Mindestanzahl wird abhängig sein von dem Grad, in dem die stagnierende Schicht sich in einem reduzierten Zustand befindet, der Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze an dieser Stelle und dem Ausmaß, in dem ein Freisein von Nickelsulfid sicherzustellen ist« Als allgemeine Richtlinie in typischen Situationen gilt, daß eine einzige Querreihe von Anoden vorzugsweise in einem Abstand von höchstens 1 Meter und besser noch in einem Abstand von höchstens 0,50 Meter angeordnet werden sollte, um einen spürbaren Einfluß auf das Vorhandensein von Nickelsulfidsteinen zu erhalten· In einer typischen zweidimensionalen Reihenanordnung von Anoden kann der Abstand der Anoden vorzugsweise so gewählt werden, daß wenigsten eine Anode pro Quadratmeter und besser noch wenigsten eine Anode pro 0,05 Quadratmeter vorhanden ist· In einem spezifischen Ausführungsbeispiel wurden die Anoden in jeder der vier Reihen in einem Abstand von höchstens 1 Fuß (0,30 m) und die Reihen in einem Abstand von etwa 3 Fuß (2,70 m) angeordnet« Bei einem typischen Schmelzofen, der täglich etwa 500 bis 700 Tonnen Glas liefert, kann erwartet werden, daß insgesamt 15 bis 50 Anoden äußerst wirksam sind·

Die Anordnung der Anoden 30 ist ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung· Sie müssen soweit vor der Quellzone 21 angeordnet sein, daß eine Aufspaltung von Nickelsulfid möglich ist, nachdem es den Oxydationsbedingungen, die durch die Anoden geschaffen wurden, ausgesetzt worden ist und ehe es in die relativ schnellen Strömungen der Quellzone gelangt« Das wird von Schmelzofen zu Schmelzofen unterschiedlich sein· Die Anoden werden vorzugsweise so angeordnet, daß eine gewisse

Variabilität erreicht wird« Wenn die Anoden zu weit vor der Quellzone angeordnet werden, dann wird die Länge der Verweilzeit in einem Oxydationszustand für eine zufriedenstellende Oxydation einiger großer Nickelsulfidsteine verringert, Anoden in der Quellzone wären nicht wirksam, weil der Oxydationseinfluß nicht in der stagnierenden Schicht konzentriert wäre, sondern in den Hauptströmungen dort schnell verteilt werden würde. In diesen Fällen würden Nickelsulfidsteine wahrscheinlich in die Hauptströmungen im Schmelzofen gelangen, ohne daß sie den verstärkten Oxydationsbedingungen ausgesetzt sind, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen werden. Es kann vorteilhaft sein, die Reihenanordnung der Anoden so auszudehnen, daß im wesentlichen der gesamte Bodenbereich zwischen der Einlaßseitenwand und der Quellzone wirksam erfaßt wird. Eine Oxydation vor der Quellzone kann jedoch Nachteile haben, wenn Zinnspuren im Glas vorhanden sind, die dann, wenn sie zu Zinnoxid oxydiert werden, während sie sich im Bodenbereich befinden, zu einer beschleunigten Korrosion des feuerfesten Bodens führen könnten. Es kann in diesem Fall bevorzugt werden, die Anodenreihe in der hinteren Hälfte des Bodenbereiches zwischen der Einlaßseite und der Quellzone anzuordnen.

Eine Katode 31 wird an einer Stelle in einem Abstand von dem zu oxydierenden Bodenbereich in das geschmolzene Glas getaucht, so daß der Stromkreis geschlossen wird, Oie Katode befindet sich dabei vorzugsweise in der oberen Hälfte der Glasschmelze, Eine zweckmäßige Anordnung besteht darin, die Katode in der Einlaßöffnung 17 anzubringen, wie es in Fig, 4 gezeigt wird. Es können mehr als eine Katode vorhanden sein, wobei jedoch eine einzelne Katode im allgemeinen ausreicht. Die Katode 31 kann durch einen wassergekühlten ringförmigen Elektrodenhalter 32, der teilweise im geschmolzenen Glas

eingetaucht ist, gehalten werden, wodurch eine Katode, die aus Graphit besteht, vor Oxydation geschützt wird. Die Hauptwirkung der Reduktionsreaktion an der Katode besteht darin, daß kleine Mengen Natriumoxid zu Natrium reduziert werden, das ohne weiteres durch Sauerstoff aus der Atmosphäre erneut oxydiert wird.

Einzelheiten einer typischen Unterbringung einer der Anoden 30 im Schmelzofenboden 10 können jetzt aus Fig» 3 entnommen werden. Die Verbindung mit dem positiven Anschluß einer Gleichstromquelle erfolgt mit Hilfe einer Anschlußschelle 33· Eine übermäßige Oxydation der Anode wird dadurch verhindert, daß ein nichtoxydierender Gasstrom (ζ. B. Stickstoff) aus einer oder mehreren Röhren 34 zugeführt wird, die zur unteren Seite der Öffnung 36, durch die die Anode führt, gerichtet sind. Das minimale Eindringen der Anoden in das geschmolzene Glas ermöglicht die Verwendung von Anoden mit minimaler Festigkeit. Dementsprechend kann der Durchmesser der Anoden und der öffnungen im Schmelzofenboden beträchtlichkleiner als bei den typischen Heizelektroden von Elektroschmelzöfen sein. Ein Durchmesser von 1 bis 2 Zoll (2,5 bis 5 cm) hat sich für die Anoden als zweckmäßig erwiesen« Die minimale Beeinflussung der Anoden durch die korrcsionsfordernde Wirkung der Glasschmelze ermöglicht außerdem die Verwendung von relativ billigen Elektrodenwerkstoffen, wie zum Beispiel Eisen. Es kann sich eine Ferritschicht auf den Anoden bilden, wodurch ihre Erosion verlangsamt werden würde, die Eisenanoden dabei jedoch Opferanoden wären. Die Eisenmenge, die in das Glas gelangen würde, ist nicht so groß, daß sie bei den meisten Glasprodukten als Verunreinigung angesehen werden könnte. Die Anoden können regelmäßig angehoben werden, um so die Erosion auszugleichen« Eine Überwachung des Verhältnisses zwischen Spannung und Stromstärke wird die Notwendigkeit für eine Anhebung der

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Anoden anzeigen«

Eine zusätzliche Besonderheit, die in Fig· I gezeigt wird, ist die Schaffung einer Sperre 35 quer am Boden des Schmelzofens. Die Sperre 35 kann dazu dienen, die Bewegung von Metallteilchen am Boden entlang zur Quellzone einzuschränken· Wenn wenigsten ein Teil der schweren Verunreinigungsetoffe im Bereich vor den Anoden 30 zurückgehalten wird, dann bestehen geringere Aussichten dafür, daß das Glas erneut verunreinigt wird, nachdem es der Oxydationsbehandlung der Anoden unterzogen worden ist·

Die Stärke des elektrischen Stromes, der mit Hilfe des Elektrodensystems gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Glasschmelze geleitet wird, ist von dem Grad abhängig, in dem eine Korrekturwirkung in einem bestimmten Schmelzofen notwendig ist« Der Strom reicht im allgemeinen nicht aus, um eine beträchtliche Bläschenbildung infolge der Sauerstofferzeugung an den Anoden hervorzurufen· Es wird bei einem Schmelzofen, der täglich 500 bis 700 Tonnen Glas liefert, als Beispiel angenommen, daß die Gesamtsauerstofferzeugung an allen Anoden nicht größer als 5 Gramm pro Stunde zu sein braucht und in einem typischen Fall 1 Gramm pro Stunde bis 3 Gramm pro Stunde betragen kann· Stärkere Ströme können ohne beträchtliche Bläschenbildung angewendet werden, jedoch mehr Elektroenergie verbrauchen, ohne daß es zu einer entsprechenden Zunahme des Vorteils kommt« Eine zu starke Bläschenbildung kann nachteilig sein, wenn die dadurch entstehende Aufwallbewegung dazu führt, daß das reduzierte Material am Boden vorzeitig in die Quellzone gebracht wird. Da die Gesamtstromstärke auf eine Reihe von Anoden verteilt sein wird, ermöglicht eine große Anzahl von Anoden eine höhe«*e Gesamtstromstärke, Die durchschnittliche Stromstärke je

Anode kann in einem typischen Beispiel 0,1 Ampere bis 0,5 Ampere betragen, wobei jedoch ein stärkerer oder schwächerer Strom bei Bedarf angewendet werden kann. In einem spezifischen Beispiel wurden die Stromstärkewerte des vorhergehenden Beispiels mit einer Spannung von etwa 20 Volt erhalten. Die Spannung, die in einem spezifischen Fall erforderlich ist, wird durch den Widerstand des Glases bestimmt, der wiederum von der Temperatur des Glases in der Nähe der Anoden und von der Glaszusammensetzung abhängig ist. Der Elektroenergieverbrauch der vorliegenden Erfindung ist gegenüber Heizung durch den CJoule-Effekt sehr gering und beträgt in einem Beispiel 2 W.

Die Quellzone liegt im allgemeinen etwas von den Seiten· wänden des Schmelzofens entfernt, so daß relativ stagnierende Bereiche auoh neben der Quellzone in der Nähe des Bodens an jeder Seitenwand vorhanden sein können. Es kann deshalb in einigen Fällen wünschenswert sein, einen Teil der Oxydationsbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem Material anzuwenden, das sich seitlich von diesen Seitenwandbereichen zur Quellzone bewegt. Es versteht sich, daß die Bezeichnungen "vor" und "hinter" der Quellzone, wie sie hier verwendet werden, so ausgelegt werden müssen, daß diese wahlweise Behandlung des sich seitlich bewegenden Materials mit eingeschlossen ist.

Claims (8)

*9ΜΙ 16 Patentansprüche:

1« Glasschmelzverfahren ι bei dem relativ kaltes Beschickungsmaterial an der vorderen Seite eines Schmelzofens in eine schmelzende Glasmenge gegeben, geschmolzenes Glas an der hinteren Seite eines Schmelzofens« die in Längsrichtung der vorderen Seite gegenüberliegt, entnommen und Wärme zum Schmelzen dem Schmelzofen zugeführt wird, wodurch eine Zone mit aufsteigenden Glasströmungen in der Glasschmelze an einer Stelle geschaffen wird, die zwischen der vorderen und der hinteren Seite des Schmelzofens liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasschmelze ein Gleichstrom mit Hilfe wenigstens einer Anode und wenigsten einer Katode zugeführt wird, wobei sich die Anode für die Gleichstromzuführung dicht am Boden der Glasschmelze im Bereich des Schmelzofens vor der Zone mit den ansteigenden Strömungen befindet, so daß Oxydationsbedingungen im Bodenbereich vor der Zone mit den ansteigenden Strömungen geschaffen werden und dadurch das Vorhandensein von Nickelsulfidsteinen im Glas verhindert bzw. unterdrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode für die Gleichstromzuführung aus einer Reihe von Anoden im Bodenbereich der Glasschmelze besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden von unten nach oben in die Glasschmelze führen,

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden weiter als 4 Zentimeter in die Glasschmelze führen.

5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Anoden auf einen Bereich in einem gewissen Abstand von der Vorderseite des Schmelzofens begrenzt sind«

6* Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom, der durch die Glasschmelze geleitet wird, nicht so stark ist, daß eine beträchtliche Bläschenbildung entsteht·

7_# Verfahren nach Anspruch 2 bis 6j dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anode hauptsächlich aus Eisen besteht«

8« Verfahren nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ein Natron-Kalk-Kieselsäureglas ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen