DE10162013B4 - Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen - Google Patents

Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen Download PDF

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Abstract

Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen, gekennzeichnet durch einen modularen Aufbau der Schmelzwanne mit
– einem Schmelzbecken (1) geringen Schmelzvolumens im Bereich von 0,25 m3 als Basismodul, bestehend aus einem Monolithen aus keramischem, refraktären Material mit bodenseitigem Abfluß (1a), der auf einem Fundament (3) ruht,
– weiteren Modulen in Form von Platten (2) aus keramischem, refraktären Material montiert an den Seitenwänden und am Boden des Schmelzbeckens zur thermischen Isolation,
– einem das Schmelzbecken (1) sowie die Platten (2) aus keramischem, refraktären Material umkleidenden und isolierenden Gehäusemodul (4, 5), und
– einer modularen Kühlanordnung in Form von Rohrleitungen (6, 7) innerhalb des Gehäusemoduls (5) im Bereich der Seitenwände und des Bodens des Schmelzbeckens (1).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen, wobei die optischen Gläser auch ophtalmische Gläser und Farbgläser umfassen.
  • Gläser der klassischen Optik, Farb- und Filtergläser, Linsen für Brillen einschließlich Kontaktlinsen und hochbrechende Selten-Erden-Gläser werden in seit Jahren bekannter Weise in relativ großen Schmelzwannen erschmolzen. Das Volumen des Schmelzbeckens liegt typischerweise bei 1 m3. Bedingt durch geändertes Verhalten der das Glas weiter verarbeitenden Industrie, insbesondere durch die dortige veränderte Lagerhaltung, die aus Kostengründen zu einer geringeren Bevorratung der Glasprodukte tendiert, kommt es immer mehr darauf an, kleinere Losgrößen zu erschmelzen, was mit den relativ großen Schmelzwannen des Standes der Technik zu wirtschaftlichen Problemen führt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern zu schaffen, die es ermöglicht, daß diese Gläser auch in kleinen Schmelzlosen wirtschaftlich gefertigt werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung mit einer Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen, die einen modularen Aufbau der Schmelzwanne mit
    • – einem Schmelzbecken geringen Schmelzvolumens im Bereich von 0,25 m3 als Basismodul, bestehend aus einem Monolithen aus keramischem, refraktären Material mit bodenseitigem Abfluß, der auf einem Fundament ruht,
    • – weiteren Modulen in Form von Platten aus keramischem, refraktären Material montiert an den Seitenwänden und am Boden des Schmelzbeckens zur thermischen Isolation, und
    • – einem das Schmelzbecken sowie die Platten aus keramischem refraktären Material umkleidendem und isolierenden Gehäusemodul und
    • – einer modularen Kühlanordnung in Form von Rohrleitungen innerhalb des Gehäusemoduls im Bereich der Seitenwände und des Bodens des Schmelzbeckens.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann eine wirtschaftliche Fertigung kleiner Losgrößen durch
    • – kurze Vollschmelz/Anlaufzeit
    • – hohe Ausbeute
    • – Flexibilität bzgl. Glaswechsel
    • – einfachen kostengünstigen Aufbau
    • – wirtschaftliche Durchsätze
    erzielt werden.
  • Die Korrosion des feuerfesten keramischen Materials der Schmelzwanne läßt sich unter Erhöhung der Standzeit durch die modulare Kühlanordnung verhindern.
  • Ein thermisch günstiges und konstruktiv einfaches Gehäusemodul läßt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bereitstellen, wenn dieses aus einem Metallgehäuse, das mit Granulat aus keramischem, refraktärem Material, z.B. Quarzglas gefüllt ist, besteht.
  • Das Schmelzbecken kann mit konventionellen Mitteln elektrisch oder alternativ fossil beheizt werden.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher beschrieben.
  • Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß modular aufgebauten Schmelzwanne.
  • Die Schmelzwanne weist ein Schmelzbecken 1 auf, das aus einem bekannten keramischen, refraktären Material besteht, in dem typischerweise ein Großteil der optischen Glasarten erschmolzen wird. Ein solches Material ist beispielsweise Quarzal. Das Volumen des Schmelzbeckens 1 liegt typischerweise bei 0,25 m3, d.h. ist signifikant kleiner als das Volumen der bekannten Schmelzwannen.
  • Das Schmelzbecken 1 besteht aus einem Monolith des keramischen Materials, der das Basis-Modul der Schmelzwanne bildet. Dieser Monolith besitzt bodenseitig einen Abfluß 1a für die Schmelze.
  • Das Schmelzbecken kann elektrisch und/oder fossil auf bekannte Weise beheizt werden. Die Heizung ist in der Zeichnung der besseren Übersicht halber nicht näher dargestellt.
  • Ein weiteres Modul der Schmelzwanne sind Platten aus keramischem, refraktärem Material, z.B. Quarzplatten 2, mit denen das Schmelzbecken 1 zur thermischen Isolation umkleidet ist. Die bodenseitige Platte aus keramischem, refraktärem Material ruht dabei auf Füßen 3, die das Fundament der Schmelzwanne bilden.
  • Abgeschlossen wird die Schmelzwanne durch einen Metallkasten 4, in den ein Granulat aus keramischem, refraktärem Material vorzugsweise Quarzglasgranulat 5 eingefüllt ist, das eine weitere thermische Isolation zwischen Kastenwand und den Platten 2 bildet. Dieser befüllte Metallkasten bildet einen weiteren Modul der Schmelzwanne.
  • Anders konfigurierte Module aus thermisch isolierendem Material sind denkbar.
  • An den Seitenwänden sowie am Boden des Schmelzbeckens 1 sind eine Kühlung symbolisierende Rohre 6, 7 vorgesehen, die von einem Kühlmittel, vorzugsweise Luft, durchströmt werden. Auch die Kühlrohre sind modulartig aufgebaut.
  • Das Charakteristikum der dargestellten Schmelzwanne ist ihr modularer Aufbau. Die gesamte Schmelzwanne besteht aus wenigen, vorgefertigten Modulen, deren Montage nicht mehr wie bisher vor Ort, sondern in einer Werkstatt erfolgt.
  • Innerhalb eines Arbeitstages kann diese Wanne am Einsatzort aufgebaut werden, so daß die Downtime der Schmelzwanne um mehr als 50 gegenüber Standard gesenkt wird.
  • Bedingt durch die Kühlung des Bodens sowie der Seitenflächen des Schmelzbeckens ist es möglich, die Korrosion des feuerfesten Materials des Schmelzbeckens derart zu reduzieren, daß eine Verlängerung der Standzeit von mehr als 100 % erzielt wird, im Vergleich zum Aufbau ohne Kühlung.
  • Bedingt durch den Einsatz einer gekühlten, modular aufgebauten Schmelzwanne, geringen Schmelzvolumens, mit monolithischem Schmelzbecken ist es möglich, kleine Losgrößen vieler optischer Gläser wirtschaftlicher zu fertigen als in "großen" optischen Schmelzwannen.
    •

Claims (5)

  1. Schmelzwanne für das Erschmelzen von optischen Gläsern in kleinen Schmelzlosen, gekennzeichnet durch einen modularen Aufbau der Schmelzwanne mit – einem Schmelzbecken (1) geringen Schmelzvolumens im Bereich von 0,25 m3 als Basismodul, bestehend aus einem Monolithen aus keramischem, refraktären Material mit bodenseitigem Abfluß (1a), der auf einem Fundament (3) ruht, – weiteren Modulen in Form von Platten (2) aus keramischem, refraktären Material montiert an den Seitenwänden und am Boden des Schmelzbeckens zur thermischen Isolation, – einem das Schmelzbecken (1) sowie die Platten (2) aus keramischem, refraktären Material umkleidenden und isolierenden Gehäusemodul (4, 5), und – einer modularen Kühlanordnung in Form von Rohrleitungen (6, 7) innerhalb des Gehäusemoduls (5) im Bereich der Seitenwände und des Bodens des Schmelzbeckens (1).
  2. Schmelzwanne nach Anspruch 1, bei der das Gehäusemodul aus einem Metallgehäuse (4), das mit Granulat (5) aus keramischem, refraktären Material befüllt ist, besteht.
  3. Schmelzwanne nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Schmelzbecken (1) elektrisch beheizt ist.
  4. Schmelzwanne nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Schmelzbecken (1) fossil beheizt ist.
  5. Schmelzwanne nach Anspruch 3 und 4, bei der das Schmelzbecken (1) elektrisch und fossil beheizt ist.
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