DD296798A7

DD296798A7 - MELAGING DEVICE FOR UNDERGOING THE REFILL IN REDUCED MOLTEN GLASSES

Info

Publication number: DD296798A7
Application number: DD28472385A
Authority: DD
Inventors: Walter Leipold-Haas; Hans Ritschel
Original assignee: Jenaer Glaswerk Gmbh,De
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1991-12-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine einhaeusige, gasbeheizte Schmelzwanne zur Herstellung von blasenarmen Farb- und Filterglaesern, insbesondere auf Phosphatbasis, welche ein oder mehrere multivalente Faerbungsmittel enthalten und die zur Realisierung bestimmter Transmissionseigenschaften unter reduzierenden Schmelzbedingungen geschmolzen werden. Ziel und Aufgabe bestehen darin, dasz die bei reduzierend geschmolzenen Glaesern ueblichen Effekte des Nachgasens weitgehend vermindert werden, um aufgrund der verringerten Blasenhaltigkeit die Ausbeute und Gebrauchswerteigenschaften der Glaeser zu erhoehen. Erfindungsgemaesz weisen die Funktionsabschnitte Einschmelzteil, Laeuterteil und Abstehteil bestimmte abgestufte Glasbadhoehen auf, wird die Gasbeheizung ueberwiegend durch einen Laengsflammenbrenner an der Stirnseite des Abstehteils unterstuetzt durch Querbrenner im Einschmelz- und Laeuterteil mit einem CO-Gehalt von 2-4 * ueber der gesamten Wannenatmosphaere eingestellt, und als Ruehrer ein Propellerruehrer im Laeuterteil eingesetzt, und als Glasabfluszeinrichtung dient im Abstehteil ein an einer Bodenoeffnung angeschlossenes elektrisch beheizbares Auslaufrohr mit bestimmtem Durchmesser-Laengenverhaeltnis, das direkt mit einer Weiterverarbeitungsmaschine verbunden ist. FigurThe invention relates to a einhaeusige, gas-fired melting furnace for the production of low-bubble paint and Filterglaesern, especially phosphate-based, which contain one or more multivalent coloring agents and are melted to realize certain transmission properties under reducing melting conditions. The object and the object are that the usual effects of the post-gasification of reducing molten glasses are largely reduced in order to increase the yield and utility value properties of the glasses due to the reduced bubble content. According erfindungsgemaesz the functional sections meltdown, Laeuterteil and Abstehteil certain graded Glasbadhoehen, the gas heating is mainly by a Laengsflammenbrenner at the front of the Abstehteils supported by transverse burner in meltdown and Laeuterteil set with a CO content of 2-4 * over the entire Wannenatmosphaere, and used as Ruehrer a Propellerruehrer in Laeuterteil, and serving as Glasabfluszeinrichtung in the Abstehteil connected to a Bodenoeffnung electrically heated outlet pipe with a certain diameter-Laengenverhaeltnis, which is directly connected to a further processing machine. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Application of the invention

Die Erfindung betrifft die Fertigung von blasenarmen Färb- und Filtergläsern, insbesondere auf Phosphatbasis, welche ein oder mehrere multivalente Färbungsmittel enthalten und welche zur Realisierung bestimmter Transmissionseigenschaften unter reduzierenden Bedingungen geschmolzen werden müssen. Angewandt wird die Erfindung in der Glasindustrie.The invention relates to the production of low-bubble color and filter glasses, in particular phosphate-based, which contain one or more multivalent colorants and which must be melted to realize certain transmission properties under reducing conditions. The invention is applied in the glass industry.

Characteristic of the known technical solutions

Unter Nachgasen (Reboil) wird in der Glastechnik das Wiederauftreten von Blasen in einer blasenfreien Schmelze und auch das Aufblähen vorhandener Blasen oder Gispen verstanden. Die Ursache liegt immer in einem Konzentrationsunterschied der gelösten Gase zu dem durch Temperatur und/oder Redoxzustand vorgegebenen Gleichgewicht der Schmelze. Je größer dieser Konzentrationsuntorschied ist, um so kritischer ist die Unterbindung des Nachgasens. Besonders problematisch ist die Unterbindung des Nachgasens beim Schmelzen von Farbgläsern mit multivalenten Farbkomponenten, wenn gezielt eine niedrige Wertigkeitsstufe, z. B. Cu¹⁺ oder Fe²⁺ erreicht, d. h. eine entsprechende Lichttransmission realisiert werden muß. In solchen Fällen wird die Glasschmelze unter reduzierender Ofenatmosphäre durchgeführt und/oder dem Gemenge reduzierende Komponenten zugegeben.By-pass gases (reboil) are understood in glass technology to be the recurrence of bubbles in a bubble-free melt and also the swelling of existing bubbles or gypsum. The cause is always in a concentration difference of the dissolved gases to the predetermined by temperature and / or redox state equilibrium of the melt. The greater this concentration difference, the more critical is the inhibition of the re-gasification. Particularly problematic is the suppression of the aftergasing during melting of colored glass with multivalent color components, if specifically a low valency level, z. B. Cu ¹⁺ or Fe ²⁺ achieved, ie a corresponding light transmission must be realized. In such cases, the molten glass is carried out under a reducing furnace atmosphere and / or reducing components are added to the batch.

Bekanntlich tritt bei reduzierenden Bedingungen eine besonders hohe chemische Stickstofflöslichkeit auf. Bei Temperatur- und besonders bei Partialdruckänderungen in der Ofenatmosphäre werden diese Stickstoffmengen in Freiheit gesetzt. Die hierbei auftretenden Drücke sind in der Regel so groß, daß neue Blasen gebildet bzw. vorhandene Blasen durch Eindiffusion vergrößert werden.As is known, a particularly high chemical nitrogen solubility occurs under reducing conditions. At temperature and especially at partial pressure changes in the furnace atmosphere, these amounts of nitrogen are released. The pressures occurring in this case are usually so large that new bubbles formed or existing bubbles are enlarged by indiffusion.

Der technologische Ablauf einer Glasschmelze erfordert, daß sich an die Einschmelz- und Läuterphase die Abstehphase anschließt. Während der Abstehphase wird die Schmelze auf die für die Verarbeitung erforderliche Viskosität gebracht, d.h., daß eine Änderung der Temperatur, in der Regel auch ein Atmosphärenwechsel, nicht zu umgehen ist. Bei reduzierend geschmolzenen Gläsern ist deshalb stets ein Ansteigen der Blasenzahl bzw. der Blasengröße festzustellen. Es ist bis jetzt keine Vorrichtung bekannt, die die Fertigung der genannten Farbgläser mit extrem geringem Blasengehalt beschreibt.The technological process of a molten glass requires that the settling phase follows the melting and refining phase. During the stand-off phase, the melt is brought to the viscosity required for the processing, that is, that a change in temperature, usually a change of atmosphere, can not be avoided. For reducing molten glasses, therefore, an increase in the number of bubbles or the bubble size is always observed. There is no device known so far, which describes the production of said color glasses with extremely low bubble content.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Schmelzvorrichtung für reduzierend geschmolzene Gläser so 7u konstruieren, daß die übliche Blasenhaltigkeit derartiger Gläser stark vermindert wird, um die Ausbeute und Gebrauchswerteigenschaften der Gläser zu erhöhen und eine Halbzeugfertigung direkt aus der Schmelze zu ermöglichen.The object of the invention is to construct a melting molten glass melting apparatus so as to greatly reduce the conventional bubble content of such glasses in order to increase the yield and utility properties of the glasses and to enable semi-finished product directly from the melt.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmelzwanne zu konstruieren, die die üblich auftretenden Effekte des Nachgasens bei reduzierend geschmolzenen Gläsern weitgehend vermindert.The object of the invention is to construct a melting tank, which largely reduces the effects of the post-gasification occurring with reducing molten glasses.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schmelzvorrichtung aus einer einhäusigen gasbeheizten WanneAccording to the invention the object is achieved in that the melting device of a mono-homo gas-heated tub

mit don drei üblichen durch Absperrorgane abgeteilten Funktionsabschnitten Einschmelzteil, Läuterteil (bzw. Homogenisierungsteil) und Ab3tehteil besteht, wobei diese drei Funktionsabschnitte eine abgestufte Glasbadhöhe im Vornältnis 1:1-2:0,5-1 aufweisen, woboi zur Beheizung an der Stirnseite des Abstehteils direkt unter der Wannendecke mindestens ein Längsflammenbrenner mit einer guten Durchmischung von Brennstoff- und Oxidationsmittel angeordnet ist, dessen Gasflamme mindestens Va der Energiemenge liefert und den gesamten Längsteil der Wanne überstreicht, und im Einschmelz- und Läuterteil mindesteno je ein Querbrenner angeordnet ist, wobei diese Brenner insgesamt eine Wannenatmosphäre während der Schmelze mit 2-4 Vol.-% CO-Gehalt gewährleisten,'woboi weiterhin als Rührer im Läuterteil ein Propellerrührer eingesetzt ist und wobei die Glasahflußeinr'chtung im Abstehteil aus einer Bodenöffnung besteht, die über ein mit mindestens zwei elektrisch beheizbaren Heizkreisen versehenes Auslaufrohr, dessen Durchmesser-Längen-Verhältnis 1:30 bis 1:60 beträgt, direkt mit einer Glasverarbeitungsmaschine verbunden ist.with th three usual by shut-off valves divided functional sections meltdown, Läuterteil (or homogenization) and Ab3tehteil consists, these three functional sections have a graded Glasbadhöhe in Vornältnis 1: 1-2: 0.5-1, woboi for heating at the front of the Abstehteils at least one longitudinal flame burner is arranged with a good mixing of fuel and oxidant directly under the pan cover, the gas flame at least Va the amount of energy supplies and sweeps over the entire longitudinal part of the tub, and mindesteno ever a transverse burner is arranged in melting and refining, said burner a total of a pan atmosphere during the melt with 2-4 vol .-% CO content ensure 'woboi also as a stirrer in Läuterteil a propeller stirrer is used and wherein the Glasahflußeinr'chtung in the Abstehteil consists of a bottom opening, the one via at least two electrically heated heating circuits provided outlet pipe whose diameter-length ratio is 1:30 to 1:60, is directly connected to a glass processing machine.

Mit der gefundenen Lösung werden die das Nachgasen verursachend jn Faktoren, wie Temperaturänderungen der Schmelzo und Partialdruckänderungen der Ofenatmosphäre, ausgeschaltet.With the solution found, the afterglow causing factors such as temperature changes of the melt and partial pressure changes of the furnace atmosphere are eliminated.

Zur Gewährleistung einer stabilen und homogenen Ofenatmosphäre sind folgende konstruktive Lösungen einzuhalten. Der Schmelzbehälter wird vorzugsweise als eine einhäusige, gasbeheizte Wanne ausgeführt. Die einhäusige Wanne vereinfacht gegenüber einer mehrbasigen den Aufwand für die Atmosphärenregelung.To ensure a stable and homogeneous furnace atmosphere, the following structural solutions must be observed. The melting vessel is preferably designed as a single-chamber, gas-heated pan. The monocular pan simplifies compared to a polybasic the effort for the atmosphere control.

Das Schmelzaggregat ist in 3 getrennte Funktionsabschnitte geteilt. Zone 1 als Einschmelzteil, Zone 2 als Läuter-Homogenisierungsteil und Zone 3 als Abstehteil. Erfindungsgomäß haben die Zonen abgestufte Glasbadhöhen im Verhältnis 1:1-2:0,5-1.The melter is divided into 3 separate functional sections. Zone 1 as melting-in part, zone 2 as refining-homogenizing part and zone 3 as separating part. According to the invention, the zones have graduated glass bath heights in the ratio 1: 1-2: 0.5-1.

Um einen gleichmäßigen, homogenen Flammenteppich über die Schmelzoberfläche zu orzielen, müasen Brenner mit guter Durchmischung von Brennstoff- und Oxidationsmittel eingesetzt werden. Diese Voraussetzungen erfüllen Brenner mit Vormischung und innemtischende Brenner, wie z.B. Explosions-, Impuls-, Wirbelstrom- u.a. Brenner. Die Brenneranordnung ist so zu wählen, daß die Beheizungshauptlast über Längsfl3mmenbrenner zugeführt wird. Die Mischbrenner ermöglichen eine gute Konstanz der Atmosphäre und der Temperatur quer zur Ofenachse. Zur Stabilisierung der sich aus den schmelztechnischen Forderungen, wie Einschmelz-, Läutertemperatur und stabiler Quellpunkt, ergebenden Temperaturkurve in der Längsrichtung des Ofens werden vorteilhaft zusätzlich im Einschmelz- und Läuteneil mindestens je ein Querbrenner angeordnet. Beaufschlagt werden dieso Bronner jedoch nur mit maximal ^]h der Gesamtwärmezuführung. Zur Stabilisierung der Ofenatmosphäre muß der Vordruck von Verbrennungsgas un1 Verbrennungsluft konstant gehalten werf! ^yr,. In order to achieve a uniform, homogeneous flame carpet over the enamel surface, burners with good mixing of fuel and oxidant have to be used. These requirements are met by burners with premix and internal burners, such as explosion, pulse, eddy current and other burners. The burner assembly is to be chosen so that the main heating load is supplied via longitudinal flame burner. The mixing burners allow a good constancy of the atmosphere and the temperature across the furnace axis. To stabilize the resulting from the melting technical requirements, such as melting, refining temperature and stable source point, resulting temperature curve in the longitudinal direction of the furnace are advantageously additionally arranged in the melting and Läuteneil at least one transverse burner. However, these Bronner are only charged with a maximum of ^] h of the total heat input. To stabilize the furnace atmosphere, the admission pressure of combustion gas and combustion air must be kept constant! ^y r ,.

Ebenfalls bedarf der Herdraumdruck zur Unterbindung von Falschlufteintritt in den Schmelzraum einar sorgfältigen Regelung. Demzufolge werden über dem Glasbad Bedingungen geschaffen, welche das Einschmelzen, Läutern und Homogenisieren unter sicherer, reduzierender Ofenatmosphäre gewährleisten. Gemäß der Erfindung ist ein konstanter CO-Gehalt in der Atmosphäre von 2-4 Ol.-% aus schmelz- und wärmetechnischen Gründen notwendig.Also requires the stove space pressure to prevent false air entering the melting chamber einar careful regulation. As a result, conditions are created above the glass bath which ensure melting, refining and homogenization under a safe, reducing furnace atmosphere. According to the invention, a constant CO content in the atmosphere of 2-4 oil .-% is necessary for melting and thermal reasons.

Bei den bekannten Verfahren ist in der Abstehphase, d. h. bei der Absenkung der Schmelze auf Verarbeitungstemperatur, ein Wechsel von reduzierender zu oxydierender Atmosphäre unvermeidbar. In dieser Phase wird die Temperatur der Schmelze je nach Steilheit der Viskositätskurve des Glases,z.T. um mehrere hundert Grad gesenkt. Hierbei muß die Gasbeheizung abgestellt bzw so weit gedrosselt werden, daß eine stabile reduzierende Ofenatmosphäre nicht aufrechterhalten werden kann. Die für da;; Nachgasen besonders kritische Abstehphase wird durch die vorliegende Erfindung sicher beherrscht. Die Schmelze wird durch eine Bodenöffnung über ein geschlossenes Auslaufsystem direkt der Verarbeitungseinrichtung zugeführt. Ein Kontakt mit der Atmosphäre ist somit vollkommen ausgeschlossen. Das Auslaufrohr gestattet die Einstellung der für die Weiterverarbeitung erforderlichen Glastemperatur bzw. Glaszähigkeit. Die Anpassung der Geometrie des Auslaufrohres zusammen mit der Rohrbeheizung ist bekanntlich sehr variabel, so daß je nach Erzeugnis jede beliebige Glasstrangtrenn- und Verarbeitungseinrichtung versorgt werden kann.In the known method is in the standing phase, d. H. when lowering the melt to processing temperature, a change from reducing to oxidizing atmosphere unavoidable. In this phase, the temperature of the melt, depending on the slope of the viscosity curve of the glass, z.T. lowered by several hundred degrees. Here, the gas heating must be turned off or throttled so far that a stable reducing furnace atmosphere can not be maintained. The for there ;; Aftergases particularly critical Abstehphase is safely controlled by the present invention. The melt is fed through a bottom opening via a closed outlet system directly to the processing device. Contact with the atmosphere is thus completely excluded. The outlet pipe allows adjustment of the glass temperature or glass toughness required for further processing. The adaptation of the geometry of the outlet pipe together with the pipe heating is known to be very variable, so that depending on the product any glass strand separation and processing device can be supplied.

Das Durchmesser-Längen-Verhältnis des Auslaufrohres beträgt 1:30 bis 1:60 Zur sicheren Einstellung der Verarboitungsbedingungen wird das Auslaufrohr mit mindestens zwei Heizkreisen elektrisch beheizt. Gemäß der Erfindung ist außerdem die Glasbadhöhe über der Bodenöffnung als wesentliche Größe zur Beherrschung der Abstehphase anzusehen. Der Temperaturabfall der Farbgläser mit der Glasbadtiefe ist bekanntlich sehr steil. Er ist abhängig von der Art und Konzentration der Färbungsmittel und beträgt in Extremfällen, z. B. bei Fe²* gefärbten Gläsern mit kleiner IR-Transmission, 30K/cm und mehr. Die Glesbadhöhe über der Bodenöffnung wird als Teil der kritischen Abstehstrecke in die Lösung mit einbezogen und zusammen mit der Ausführung des Auslaufrohros der Steilheit der Viskositätskur'e des Glases angepaßt. Von ausschlaggebender Bedeutung ist hierbei die Einstellung eines kontinuierlichen Temperaturabfalles. Jede Temperaturerhöhung auf dieser Strecke kann ein thermisches Nachgasen auslösen.The diameter-length ratio of the discharge pipe is 1:30 to 1:60 For safe adjustment of the mixing conditions, the discharge pipe is electrically heated with at least two heating circuits. In addition, according to the invention, the glass bath height above the bottom opening is to be regarded as an essential variable for controlling the stand-off phase. The temperature drop of the colored glass with the glass bath depth is known to be very steep. It depends on the type and concentration of the colorants and is in extreme cases, eg. B. in Fe ² * colored glasses with low IR transmission, 30K / cm and more. The Glesbadhöhe above the bottom opening is included as part of the critical Abstehstrecke in the solution and adapted together with the execution of the discharge tube of the steepness of the Viskositätskur'e of the glass. Of crucial importance here is the setting of a continuous drop in temperature. Any increase in temperature on this route can trigger a thermal aftergassing.

Das Schmelzaggregat arbeitet vorzugsweise nach dem Remeltingprinzip. Die Temperaturen betragen in der Zone 1 = 1400-145O⁰C, der Zone 2 = 1400-15öO°C und in der Zone 3 = 1200-1350°C. Die Schmelzanlage wird mit einem Durchsatz von <1 bis 12dm³ Glas/h belastet.The melting unit preferably works according to the remelting principle. The temperatures in the zone 1 = 1400-145O ⁰ C, the zone 2 = 1400-15OO ° C and in the zone 3 = 1200-1350 ° C. The melting plant is loaded with a throughput of <1 to 12dm ³ glass / h.

embodiment With reference to the drawing, the structure of the melting device according to the invention is shown schematically. The single-chamber gas-fired pan consists of the Puncture I meltdown sections with batch feed 1 and Gas outlet 2 and a transverse burner 4, the Läuter- or homogenization; 'Il II with propeller stirrer 3 and a

weiteren Querbrenner 4 und dem Abstehteil IiI mit einem Längsflammenbienner 5, e ner Bodenöffnung 7 mit Auslaufrohr 8, dasvon den zwei Heizkreisen 9 und 10 umgeben ist. Die Funktionsabschnitte I, Il und III f nd durch Absperrorgane 6 voneinanderunterteilt.further transverse burner 4 and the Abstehteil IiI with a Längsflammenbienner 5, e ner bottom opening 7 with outlet pipe 8, which is surrounded by the two heating circuits 9 and 10. The functional sections I, II and III are separated from each other by shut-off devices 6.

Claims

Melting device for preventing after-gasification in reducing-melted glasses, consisting of a single-shell, flush-fitted melting tank with the three functional sections melting part, lautering or homogenizing part and standing part, which are separated from each other by conventional shut-off devices, with an entrapping device in the meltdown part, a stirring device in the refining / Homogenisierungsteil and a Glasabflußeinrichtung in Abstehteil, characterized

- That the functional sections meltdown, Läuterteil and Abstehteil have a graded Glasbadhöhe in ratio 1: 1-2: 0.5-1;

- That is arranged for heating at the front of the Abstehteils directly under the pan cover at least one longitudinal flame burner with a good mixing of fuel and oxidant whose gas flame supplies at least ² h of energy and sweeps the entire longitudinal part of the tub, and in the melting and refining at least one transverse burner is arranged, wherein the entire trough atmosphere during the melt has a CO-Gohalt of 2-4 vol .-%;

- That is used as a stirrer in Läutertoil a propeller stirrer;

- That the Glasabflußeinrichtung consists in the Abstehteil from a round bottom opening, which is connected via a provided with at least two electrically heated heating circuits outlet pipe whose diameter-length ratio is 1:30 to 1:60, directly to a Glosweiterverarbeitungsmaschine.