DE102006004637B4

DE102006004637B4 - Induktiv beheizbarer Skulltiegel, Schmelzanlage und Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Glasschmelze

Info

Publication number: DE102006004637B4
Application number: DE200610004637
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Leister; Hildegard Dr. Römer
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: DE102006004637A1

Abstract

Skulltiegel (1), insbesondere zum Einschmelzen und/oder Läutern von Glas, welcher
zumindest eine kühlbare Seitenwand (2), welche als Induktor zum induktiven Beheizen einer Glasschmelze (10) ausgebildet ist und einen Innenraum zur Aufnahme der Glasschmelze (10) definiert, und
eine Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum umfaßt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels die Glasschmelze (10) gegenüber der Seitenwand (2) elektrisch isoliert, und wobei im Betrieb des Skulltiegels gleichzeitig eine Skullkruste (9) ausgebildet wird, welche mit der Isolierung (21) in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen direkt induktiv beheizbaren Skulltiegel sowie ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Glasschmelze.
Es gibt verschiedene Materialien, die auf dem Schmelzweg hergestellt werden. Für solche Materialien, beispielsweise Elemente, Legierungen, Verbindungen oder Mischungen werden vielfältige Arten von Schmelzanlagen verwendet. Je nach Eigenschaften und Anforderungen der herzustellenden Materialien werden dafür die Werkstoffe des Schmelzgefäßes, dessen Konstruktion und Größe sowie die Art der Beheizung des Schmelzgutes variiert und an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt. Schmelzaggregat und Schmelzprozeß werden im Hinblick auf ein Optimum hinsichtlich der Schmelzkosten und der Produktqualität ausgelegt.
Sollen besonders hohe Anforderungen an Reinheit und Qualität der Schmelze erfüllt werden, werden sogenannte Skulltiegel, auch Kaltwandtiegel genannt, eingesetzt. Ein Skulltiegel ist ein Schmelzgefäß, dessen Kontaktflächen zum Schmelzgut gekühlt sind. Die Kühlleistung wird so hoch gewählt, daß an den Kontaktflächen das Schmelzgut zu einer sogenannten Skullkruste erstarrt. Die entstehende Skullkruste dient dann selbst als Kontaktmaterial für das Schmelzgut. Die Schmelze wird somit im arteigenen Material geschmolzen. Kontaminationen des Schmelzgutes durch Bestandteile des Schmelzgefäßes sind bei Skulltiegeln sehr gering. Skulltiegel können aus metallischen Werkstoffen gefertigt werden. Die Kühlwirkung kann durch in Kanälen in der Tiegelwand geführtes Kühlmedium, beispielsweise Wasser, erzielt werden.
In Skulltiegeln kann die Schmelze durch das induktive Einkoppeln elektromagnetischer Felder in das Schmelzgut direkt beheizt werden. Eine Möglichkeit dazu besteht darin, einen Induktor um das Schmelzgefäß herum zu positionieren. Der Induktor erzeugt ein elektromagnetisches Feld und sendet elektromagnetische Strahlung eine Frequenz aus, die von der zu beheizenden Schmelze absorbiert und zur Beheizung genutzt werden können. In diesem Fall wird der Skulltiegel so ausgelegt, daß es keinen für elektromagnetische Felder undurchdringlichen Faraday-Käfig bildet.
Dazu werden Schlitze senkrecht zum E-Vektor des Feldes vorgesehen, so daß das elektromagnetische Feld durch die Schlitze in das Innere des Schmelzgefäßes eindringen kann. Die Entnahme der Schmelze erfolgt in solchen Anlagen beispielsweise über elektrisch mit dem Skulltiegel kurzgeschlossene Edelmetallsysteme oder über feuerfeste Keramiksysteme. Derartige Skulltiegel sind zum Beispiel in den Schriften DE 101 33 469 A1 , DE 199 39 772 C1 , DE 102 44 807 A1 der Anmelderin sowie DE 100 42 151 C2 oder FR 2 589 228 A1 beschrieben. Die US 4 471 488 A beschreibt einen Induktionsofen mit einer gekühlten Seitenwand, die einen Induktor umfasst. Die DE 102 36 136 A1 zeigt einen Skulltiegel, der eine erhöhte Sicherheit gegen Durchbruch von Glas bieten soll.
Bei bekannten Skulltiegeln besteht jedoch der Nachteil einer zumindest teilweisen Absorption oder Verdrängung des elektromagnetischen Feldes durch das Schmelzgefäß selbst, denn aufgrund der nicht unendlichen Anzahl von Schlitzen beziehungsweise der nicht unendlich kleinen Ausdehnung des Schmelzgefäßes parallel zum E-Vektor des Feldes absorbiert oder verdrängt das Schmelzgefäß das vom Induktor ausgesendete elektromagnetische Feld beziehungsweise die elektromagnetische Strahlung. Die absorbierte Feldenergie steht dann zur Beheizung des Schmelzgutes nicht zur Verfügung. Durch konstruktive Maßnahmen kann versucht werden, diese Absorption so klein wie möglich zu halten. Die Kühlflächen müssen jedoch eine bestimmte Mindestgröße aufweisen, um die Schmelze am Austritt aus dem Schmelzgefäß zu hindern und eine gute Kühlung der Skullkruste zu ermöglichen.
Ein weiterer Nachteil derartiger Skulltiegel liegt im Feldstärkeverlust durch den Abstand des Induktors von der zu beheizenden Schmelze. Der Abstand des Induktors von der zu beheizenden Schmelze wird zum einen durch die Dicke der Seitenwände des Skulltiegels bestimmt. Die Seitenwände können jedoch nicht mit beliebig geringer Dicke gestaltet werden, da sie der mechanischen Belastung durch die im Tiegelinneren befindliche Schmelze standhalten und des weiteren noch eine ausreichende Dicke zur Aufnahme der Kühlmittelkanäle bieten müssen. Zum anderen muß der Induktor selbst einen Mindestabstand zum Skulltiegel einhalten, da es sonst zu Überschlägen und Lichtbogenbildung zwischen Induktor und Skulltiegel kommt.
Damit verbunden ist der weitere Nachteil, daß am Induktor sehr hohe Spannungen anliegen müssen, um eine Feldstärke zu erzeugen, die auch noch in einem Abstand vom Induktor im Inneren eines geschlitzten Skulltiegels groß genug ist, um die Schmelze beheizen zu können, beziehungsweise den Schmelzprozess bei akzeptablen Temperaturen starten und auch erhalten zu können. Zum Betreiben derartiger Anlagen werden Hochfrequenzgeneratoren auf Röhrenbasis benutzt, da solche Generatoren das dauerhafte und stabile Anlegen der notwendigen hohen Spannungen am Induktor ermöglichen.
Eine Möglichkeit, eine höhere Feldstärke im Bereich der Schmelze zu erzielen, stellen Skulltiegel zur Verfügung, bei denen ein gekühlter Induktor gleichzeitig die Tiegelwand bildet, an der die Schmelze erstarrt und einfriert. Wird ein einwindiger Induktor benutzt, liegt die volle Spannung des Schwingkreises an der einen Windung an. Zum Betreiben eines solchen Systems kann beispielsweise ein Halbleiterumrichter ausreichen, um die notwendigen Spannungen zu erzeugen. Skulltiegel, bei denen der gekühlte Induktor gleichzeitig die Tiegelwand bildet, werden auch als selbstinduzierende Tiegel oder Skulltiegel mit direkter induktiver Beheizung bezeichnet.
In den Schriften EP 0 079 266 A1 , FR 2 688 717 A1 , EP 0 526 685 A1 und US 5,526,375 A sind Beispiele für selbstinduzierende Skulltiegel beschrieben. Nachteilig beim Betrieb von derartigen Skulltiegeln, die Induktor und Tiegelwand vereinigen, ist insbesondere die häufig lediglich diskontinuierliche Betriebsweise der Anlagen. In US 4,761,528 A , wird ein selbstinduzierender Skulltiegel beschrieben, der kontinuierlich betreibbar ist.
Um einen Lichtbogen zwischen den beiden Spannungsanschlüssen des Induktors zu verhindern, wird gemäß US 4,761,528 A die dort anliegende Potentialdifferenz limitiert, in dem ein zusätzliches, längliches, gekühltes Element aus elektrisch leitfähigem Material im Bereich des Zwischenraums zwischen den beiden Anschlussklemmen des selbstinduzierenden Skulltiegels angeordnet wird. Das Element wird auf einem Potential gehalten, welches zwischen den Potentialen der Anschlüsse der Windung liegt.
Durch das zusätzliche gekühlte Element und die gezielte Einstellung seines Potentials in Relation zu den Potentialen der Anschlussklemmen wird die Gefahr von Lichtbögen zwischen den Spannungsanschlüssen des Skulltiegels reduziert. Mit der Anordnung der US 4,761,528 A ist der Betrieb bei einer Frequenz von 300 kHz bei einer Spannung von 620 V mit einem selbstinduzierendem Skulltiegel von 600 mm Durchmesser möglich.
Derartige Spannungen reichen aber nicht aus, um auch Glasschmelzen mit relativ niedriger elektrischer Leitfähigkeit induktiv beheizen zu können. Um solche Schmelzen zum Ankoppeln zu bringen, sind höhere Potentialdifferenzen erforderlich. Zum anderen reichen Spannungen wie in US 4,761,528 A beschrieben nicht aus, um das Schmelzgut schnell auf hohe Temperaturen, insbesondere oberhalb von mindestens 1000°C aufzuheizen.
Wird die Potentialdifferenz bei den bekannten selbstinduzierenden Tiegeln erhöht, um mit einem stärkeren elektromagnetischen Feld eine höhere Leistung in das Schmelzgut einzutragen, hat es sich gezeigt, daß elektrische Überschläge zwischen der Schmelze selbst und dem Skulltiegel durch die sich ausbildende Skullkruste hindurch erfolgen. Dieser Effekt tritt insbesondere dann auf, wenn es sich um schlecht beziehungsweise nur teilweise kristallisierendes Schmelzgut handelt und die Skullkruste einen mehr oder weniger hohen glasigen Anteil enthält. Es besteht daher der gravierende Nachteil, daß mit den bekannten Skulltiegeln ein sicherer Betrieb bei erhöhten Potentialdifferenzen nicht möglich ist.
Des Weiteren hat sich der Nachteil gezeigt, daß der Induktor, welcher den Skulltiegel bildet, um so schneller verschleißt, je größer die angelegte Potentialdifferenz ist. Bei den erforderlichen Spannungen wird der Tiegel derart schnell zerstört, daß ein wirtschaftlicher Betrieb nicht möglich ist. Zudem wird infolge des Verschleißes das Schmelzgut durch Material der Tiegelwand kontaminiert, so daß die Qualität der Schmelze schnell mit zunehmender Betriebsdauer immer schlechter wird.
Es ergibt sich daher eine Aufgabe der Erfindung, das sichere Betreiben eines selbstinduzierenden Skulltiegels bei Potentialdifferenzen von mehr als 700 V pro Windung des Induktors zu ermöglichen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, den Verschleiß eines selbstinduzierenden Skulltiegels bei derartigen Potentialdifferenzen pro Windung zu reduzieren.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, das kontinuierliche Einschmelzen und/oder Läutern von Glas in einem selbstinduzierenden Skulltiegel zu ermöglichen. Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Gefahr des Eintrags von Material der Tiegelwand in das Schmelzgut zu vermindern.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Skulltiegel nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Herstellen einer Glasschmelze nach Anspruch 35. In Anspruch 32 ist eine Schmelzanlage angegeben, in welcher der Skulltiegel verwendet wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils zugeordneten Unteransprüche.
Die Erfindung stellt einen Skulltiegel, insbesondere zum kontinuierlichen Einschmelzen und/oder Läutern von Glas zur Verfügung, welcher zumindest eine kühlbare Seitenwand, welche als Induktor zum induktiven Beheizen einer Glasschmelze ausgebildet ist und einen Innenraum zur Aufnahme der Glasschmelze definiert, und eine Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum umfasst, wobei die Isolierung im Betrieb des Skulltiegels die Glasschmelze gegenüber der Seitenwand elektrisch abschirmt.
Durch die Isolierung können in vorteilhafter Weise elektrische Überschläge zwischen der Schmelze und der Tiegelwand, welche den Induktor bildet, verhindert werden. Gleichzeitig wird gewährleistet, daß sich eine Skullkruste an der Seitenwand ausbildet. Dadurch kann der erfindungsgemäße Skulltiegel auch bei hohen Potentialdifferenzen sicher betrieben werden. Die Isolierung schützt den Skulltiegel zudem vor korrosiven Angriffen und Verschleiß. Ein Eindringen von Material der Tiegelwand, wie beispielsweise Metallionen, in das Schmelzgut wird durch die Isolierung deutlich behindert bis verhindert, so daß die Qualität der Glasschmelze auch über längere Betriebszeiten in einem zumindest zufriedenstellenden Bereich gehalten werden kann.
Die Erfindung bietet Anwendungsmöglichkeiten für sämtliche koppelbaren Gläser. Durch die Erfindung wird der Bereich der Gläser, die für die induktive Beheizung im kontinuierlichen Schmelzbetrieb zugänglich sind, deutlich erweitert, da höhere Spannungen pro Windung zugelassen werden können, ohne daß weiterhin die Gefahr von Überschlägen zwischen der Schmelze und der Seitenwand, welche den Induktor bildet, besteht.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Skulltiegel zumindest eine Anschlussvorrichtung zum Anlegen einer Wechselspannung an die Seitenwand umfaßt, welche eine erste elektrische Zuführung und eine von der ersten beabstandete zweite elektrische Zuführung aufweist. Die erste und die zweite elektrische Zuführung definieren einen Zwischenraum. Die Isolierung zwischen dem Innenraum und dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand setzt sich in den Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung hinein fort und schirmt im Betrieb des Skulltiegels auch die erste elektrische Zuführung gegenüber der zweiten elektrischen Zuführung elektrisch ab. So wird vorteilhafterweise zudem die Gefahr elektrischer Überschläge zwischen den elektrischen Zuführungen des Induktors reduziert.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Isolierung auch den Bodenbereich des Skulltiegels gegenüber der Schmelze isolieren. Dafür ist vorgesehen, daß die Seitenwand des Skulltiegels über einer Bodenplatte angeordnet ist, und die Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum sich in den Bereich zwischen der Bodenplatte und dem Innenraum fortsetzt, wobei die Isolierung im Betrieb des Skulltiegels die Glasschmelze auch gegenüber der Bodenplatte elektrisch abschirmt.
Die Erfindung bietet zudem den Vorteil, die Gefahr von Überschlägen auch zwischen der Seitenwand und der Bodenplatte zu verhindern. Dazu ist vorgesehen, daß die Seitenwand und die Bodenplatte voneinander beabstandet angeordnet sind und die Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum sich in den Bereich zwischen der Seitenwand und der Bodenplatte fortsetzt, wobei die Isolierung im Betrieb des Skulltiegels auch die Seitenwand gegenüber der Bodenplatte elektrisch abschirmt.
Die erfindungsgemäße Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum ermöglicht es, daß der Skulltiegel auch bei hochfrequenten Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 700 V pro Windung des Induktors, bevorzugt bei hochfrequenten Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 1000 V pro Windung des Induktors, insbesondere bei hochfrequenten Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 1500 V pro Windung des Induktors kontinuierlich betreibbar ist.
Unter dem Begriff ”hochfrequente Wechselspannung” wird dabei jede zeitlich veränderliche Spannung verstanden, mit der der Induktor ein solches elektromagnetisches Feld in der Schmelze erzeugen kann, daß die Schmelze induktiv beheizt wird. Dieser Bereich umfasst im Falle insbesondere schlecht leitfähiger, nichtoxidischer Schmelzen den Frequenzbereich von 50 kHz bis 2 MHz. Der Verlauf der Spannung über der Zeit kann beispielsweise eine Rechteckspannung, eine Dreieckspannung, eine Sägezahnspannung oder eine sinusförmige Wechselspannung umfassen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die kühlbare Seitenwand des Skulltiegels als Induktor mit einer Windung ausgebildet. Durch diese minimale Windungszahl der Primärspule kann die gesamte angelegte Spannungsdifferenz in einer Windung zum Ausbilden eines elektromagnetischen Feldes genutzt werden. Steht unter diesen Umständen die Skullkruste als einzige Isolation zwischen der Schmelze und der Wand des Skulltiegels, ist die Gefahr von Spannungsübersschlägen zwischen der Schmelze und dem Tiegel sehr groß. Zudem korrodiert der Tiegel schnell. Durch die Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum wird jedoch die Seitenwand gegenüber der Schmelze elektrisch abgeschirmt und so die Möglichkeit für einen einwindigen selbstinduzierenden Skulltiegel geschaffen, der eine hohe Betriebssicherheit hat.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Skulltiegel zumindest eine Entnahmevorrichtung umfaßt, welche in einer Öffnung in der Seitenwand angeordnet ist und einen Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Seitenwand definiert. Die Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum setzt sich in den Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Seitenwand hinein fort und schirmt im Betrieb des Skulltiegels auch die Entnahmevorrichtung gegenüber der Seitenwand elektrisch ab. Dadurch kann die Gefahr von Überschlägen zwischen dem Entnahmesystem und der Seitenwand des Induktors deutlich reduziert werden.
Die Erfindung ermöglicht eine je nach Einbausituation des Skulltiegels flexibel an die gegebenen Voraussetzungen anpaßbare Gestaltung des Entnahmesystems. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der Skulltiegel zumindest eine Entnahmevorrichtung umfaßt, welche in einer Öffnung der Bodenplatte angeordnet ist und einen Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Bodenplatte definiert, wobei sich die Isolierung zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum in den Bereich zwischen der Bodenplatte und dem Innenraum und in den Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Bodenplatte hinein fortsetzt. Die Isolierung schirmt im Betrieb des Skulltiegels auch die Entnahmevorrichtung gegenüber der Bodenplatte elektrisch ab.
Die Entnahme der Schmelze aus dem Skulltiegel kann mit dem erfindungsgemäßen Skulltiegel vorteilhafterweise nahezu an jedem Punkt der Seitenwand und/oder der Bodenplatte erfolgen. Der Bereich zwischen der Seitenwand des selbstinduzierenden Skulltiegels beziehungsweise dessen Bodenplatte auf der einen und der Entnahmekonstruktion auf der anderen Seite ist dabei durch die erfindungsgemäße Isolierung elektrisch isoliert ausgeführt. Die Entnahmevorrichtung kann zumindest ein Edelmetall und/oder Keramik und/oder Glas umfassen. Je nach Temperaturbeständigkeit des eingesetzten Materials kann die Entnahmevorrichtung vorteilhafterweise zumindest bereichsweise kühlbar ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Entnahmevorrichtung unabhängig von der Seitenwand des Skulltiegels kühlbar sein.
Um die elektrische Isolation im Kontaktbereich zwischen der Wand des Skulltiegels und der Entnahmekonstruktion zu verbessern, ist die Entnahmevorrichtung im Rahmen der Erfindung mit einem Isoliermittel versehen. Das Isoliermittel kann Glas, insbesondere Kieselglas, und/oder Keramik aufweisen. Das Isoliermittel kann als Schicht zwischen der Entnahmevorrichtung und der Tiegelwand ausgestaltet sein. Das Isoliermittel kann insbesondere zumindest bereichsweise kühlbar ausgestaltet sein, um dessen thermische Belastung reduzieren zu können.
Die Isolierung, welche im Betrieb des Skulltiegels zumindest die Schmelze gegenüber der Seitenwand des Skulltiegels elektrisch abschirmt, kann in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung als Isolationsschicht ausgebildet sein. Eine Isolationsschicht bietet eine konstruktiv einfache Möglichkeit, eine zumindest im Kontaktbereich zur Glasschmelze vollflächige Abschirmung zwischen der Seitenwand und der Schmelze zu erreichen.
Die Mindestdicke der Isolationsschicht richtet sich nach der Durchschlagsfestigkeit beziehungsweise Isolationswirkung des eingesetzten Materials. Einerseits muß gewährleistet sein, daß es bei den in Betrieb auftretenden Spannungsdifferenzen zwischen der Schmelze und der als Induktor wirkenden Seitenwand nicht zum Überschlag kommt. Andererseits darf die Kühlwirkung des Wandinduktors durch die Isolationsschicht nicht derart abgeschwächt werden, daß die Ausbildung der Skullkruste behindert wird. Als besonders vorteilhaft haben sich in diesem Zusammenhang Isolationsschichten mit einer Dicke im Bereich von kleiner als etwa 5 mm, insbesondere mit einer Dicke im Bereich größer als etwa 0,5 mm und kleiner als etwa 3 mm erwiesen.
Die Isolierung kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen und auf unterschiedliche Art und Weise angebracht beziehungsweise installiert werden. Beispielsweise kann die Isolierung, insbesondere die Isolationsschicht, SiO₂, insbesondere Quarzglas und/oder Kieselglas und/oder kristallines SiO₂, und/oder Al₂O₃ und/oder MgO und/oder ZrO₂ und/oder ZrSiO₄ und/oder Y₂O₃ und/oder CaO und/oder TiO₂ und/oder Mischungen dieser Materialien umfassen. Insbesondere für reduktionsunempfindliche Gläser kann die Isolierung Diamond Like Carbon (DLC) umfassen. Mit derartigen Materialien können temperaturstabile, das heißt je nach Art der Schmelze im Wesentlichen stabil gegen Verschleiß bis 1600°C, korrosionsfeste und gut wärmeleitfähige Isolierungen mit einem Wärmeleitvermögen von 1 W·m^–1·K^–1, wie beispielsweise Quarzglas, bis 30 W·m^–1·K^–1, wie beispielsweise Aluminiumoxid, für den erfindungsgemäßen Skulltiegel geschaffen werden. Vorteilhafterweise ist die Wärmeleitfähigkeit der Isolationsschicht größer als die der teilkristallinen Skullkruste.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Isolierung mit verschiedenen Verfahren anzubringen beziehungsweise aufzubringen. Insbesondere sieht die Erfindung vor, daß die Isolierung zumindest auf dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und/oder der Bodenplatte aufgespritzt und/oder aufgedampft und/oder aufgegossen und/oder aufgeschlickert ist. Die Isolierung kann des weiteren zumindest in dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand und/oder der Bodenplatte eingebrannt sein. Die Isolationsschicht kann elektrochemisch erzeugt sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Isolierung einen Isolationstiegel umfaßt. Der Isolationstiegel hat einen Boden und eine Seitenwand, welche sich an den Boden anschließt, so daß ein topfartiger Isolationstiegel gebildet wird. Materialien für einen derartigen Isolationstiegel können Glas und/oder Keramik umfassen und so zum einen eine ausreichende mechanische Festigkeit und zum anderen hinreichende elektrische Isolationseigenschaften haben. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Boden und/oder die Seitenwand des Isolationstiegels eine Wandstärke im Bereich von kleiner als etwa 1 cm, insbesondere eine Wandstärke im Bereich größer als etwa 0,5 mm und kleiner als etwa 3 mm auf.
Die Oberflächenstruktur des Isolationstiegels und der Seitenwand, welche den Induktor bildet, kann im Rahmen der Erfindung auch derart gestaltet sein, daß eine formschlüssige, innige Verbindung entsteht und damit die Fläche für den abzuführenden Wärmestrom über die Vergrößerung der Oberfläche erhöht und so die Kühlleistung vergrößert werden kann. Dazu ist vorgesehen, daß zumindest der dem Innenraum zugewandte Bereich der Seitenwand und zumindest der der Seitenwand zugewandte Bereich des Isolationstiegels zueinander komplementäre Strukturen zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Seitenwand und Isolationstiegel aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Skulltiegel einen kreisförmigen Querschnitt auf, und der dem Innenraum zugewandte Bereich der Seitenwand und der der Seitenwand zugewandte Bereich des Isolationstiegels umfassen zueinander komplementäre Gewinde. Der Isolationstiegel kann dabei beispielsweise mit dem Skulltiegel verschraubt werden. Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der dem Innenraum zugewandte Bereich der Seitenwand und der der Seitenwand zugewandte Bereich des Isolationstiegels zueinander komplementäre Nuten und in die Nuten passende Erhebungen, insbesondere parallel zur Längsachse des Skulltiegels und des Isolationstiegels, aufweisen, so daß der Isolationstiegel in den Skulltiegel hinein geschoben werden kann.
Um in vorteilhafter Weise einen guten, möglichst vollflächigen mechanischen beziehungsweise thermischen Kontakt zwischen der Isolierung und der im Betrieb gekühlten Seitenwand des Skulltiegels, die gleichzeitig den Induktor bildet, herzustellen, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß der Skulltiegel zumindest zwischen der Isolierung und der Seitenwand ein Kontaktmittel aufweist, welches einen im wesentlichen vollflächigen Kontakt zwischen der Isolierung und der Seitenwand des Skulltiegels herstellt. Insbesondere kann der Skulltiegel zwischen dem Isolationstiegel und der Seitenwand ein Kontaktmittel aufweisen, welches einen im wesentlichen vollflächigen Kontakt zwischen dem Isolationstiegel und der Seitenwand des Skulltiegels herstellt.
Ein solcher Kontakt kann durch das Ausgießen mit einer keramischen und/oder glasartigen Schlickermasse hergestellt werden. Aber auch das Ausgießen mit einem Metall und/oder einer Metallegierung ist möglich. Das Kontaktmittel umfaßt im Rahmen der Erfindung insbesondere eine glasige und/oder eine keramische Schlickermasse. Des Weiteren kann das Kontaktmittel ein Metall und/oder eine Metallegierung umfassen. Das Metall und/oder die Metallegierung sind so gewählt, daß sie einen derart niedrigen Schmelzpunkt haben, daß das Kontaktmittel im Betrieb des Skulltiegels im wesentlichen flüssig ist. Durch das flüssige Metall und/oder die flüssige Metallegierung, welche sich im Betrieb des Skulltiegels zwischen der Isolierung und dem dem Innenraum zugewandten Bereich der Seitenwand befindet, kann ein besonders guter Kontakt zwischen der gekühlten Seitenwand und der Isolierung erzeugt werden.
So stellen sich je nach der Art der Schmelze bei Schmelztemperaturen von 1400°C, typische Temperaturen von 100°C bis 300°C zwischen der Isolationsschicht und dem Induktortiegel ein. In diesem Temperaturbereich gibt es eine Reihe geeigneter Metalllegierungen, die flüssig vorliegen und für eine sehr gute Kontaktierung sorgen. So sind extrem tiefschmelzende Metalllegierungen wie beispielsweise ”Woodsches Metall” (50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd) mit einem Schmelzpunkt von 70°C oder ”Galinstan” (62,5% Ga, 21,5% In, 16% Sn) mit einem Schmelzpunkt von 11°C geeignet. Aber auch höher schmelzende Verbindungen, die erst im Laufe des Einkoppelprozesses aufschmelzen, wie beispielsweise 50% Bi, 28% Pb, 22% Sn mit einem Schmelzpunkt von 100°C oder auch 3,5% Ag, 96,5% Sn mit einem Schmelzpunkt von 221°C sind geeignet und haben den Vorteil, billiger und weniger umwelt- und gesundheitsgefährdend zu sein, vorstehende Angaben in Gewichts%.
Für besonders korrosive Schmelzen ist es vorteilhaft, die Kontaktstelle zwischen der Tiegelwand, der Skullkruste beziehungsweise Glasschmelze und der damit in Kontakt stehenden Atmosphäre in einen hinsichtlich des Verschleißes des Tiegelmaterials durch Korrosion relativ unkritischen Bereich außerhalb des eigentlichen Induktionstiegels zu verlegen. Dies kann in besonders einfacher Weise durch Abwinkelung des oberen Randes der Seitenwand des Skulltiegels, welche den Induktor bildet, insbesondere um 90° realisiert werden. Der entsprechende Skulltiegel umfaßt einen Kragen, welcher durch das Abwinkeln der Seitenwand in Bezug auf die Längsachse des Skulltiegels gebildet ist.
In dem erfindungsgemäßen Skulltiegel wird die Schmelze im Kontakt mit der Skullkruste und damit quasi in arteigenem Material geschmolzen, so daß Kontamination des Schmelzgutes durch Material des Schmelzgefäßes weitgehend unterbunden wird. Das Material des Skulltiegels kann je nach Anforderungen des Anwendungsfalls ausgewählt werden. Der Skulltiegel kann Kupfer, Messing, Aluminium, nichtmagnetischen Edelstahl und/oder Edelmetall umfassen. Insbesondere ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß die Seitenwand, welche als Induktor zum induktiven Beheizen der Glasschmelze ausgebildet ist, zumindest ein Metall, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium und/oder zumindest eine Metallegierung, insbesondere eine Kupferlegierung und/oder Aluminiumlegierung aufweist.
Die Isolierung, welche die Seitenwand des selbstinduzierenden Skulltiegels elektrisch gegenüber der Schmelze isoliert, schützt gleichzeitig auch die Schmelze gegenüber einer möglichen Kontamination durch Metallionen aus dem Material der Seitenwand beziehungsweise des Induktors. Für die Seitenwand kann deshalb das Material im Hinblick auf eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Bearbeitungseigenschaften ausgewählt werden. Besonders bevorzugt für die Kombination mit einem Kontaktierungsmittel aus einer flüssigen Metallegierung ist dabei ein Metall für die Seitenwand, welche den Induktor bildet, daß eine hohe Korrosionsstabilität gegenüber dem Kontaktierungsmittel aufweist.
Beispielsweise können als Induktormaterialien harteleoxierte – das heißt mit einer extrem dünnen, aber extrem harten Aluminiumoxidschicht versehene – Aluminiumlegierungen wie AlMgSi0,5, AlMgSi1, AlMg3 oder AlMg5 verwendet werden.
Es kommen aber auch korrosionsfeste Nickelbasislegierungen wie beispielsweise Inconel 600^® zum Einsatz. Als Kontaktierungsmittel können extrem tiefschmelzende Metalllegierungen wie beispielsweise ”Woodsches Metall” (50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd) mit einem Schmelzpunkt von 70°C, ”Galinstan” (62,5% Ga, 21,5% In, 16% Sn) mit einem Schmelzpunkt von 11°C, 50% Bi, 28% Pb, 22% Sn mit einem Schmelzpunkt von 100°C oder auch 3,5% Ag, 96,5% Sn mit einem Schmelzpunkt von 221°C verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßer selbstinduzierender Skulltiegel mit einer Windung kann in vorteilhaft einfacher Weise für unterschiedliche Anwendungsfälle variabel aufgebaut werden, indem die Erfindung einen Skulltiegel bereit stellt, dessen Seitenwand modular aufgebaut ist. Ein derartiger Skulltiegel ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 054 319 A1 der Anmelderin. Die Offenbarung dieser Anmeldung zum modularen Aufbau der Seitenwand des Skulltiegels wird hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.
Eine derartig modular aufgebaute Seitenwand besteht aus Segmenten aus Vollmaterial und ist so konstruiert, daß keinerlei Fügestellen im Kontaktbereich der Seitenwand zur Schmelze auftreten. Zudem sind die vorhandenen Fügestellen auf ein Mindestmaß beschränkt und in unkritische Bereiche außerhalb des Kontaktes zwischen Schmelze und Tiegel verlegt. Dadurch wird vorteilhafterweise konstruktiv eine erhöhte Stabilität, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Bauteile gegenüber Verschleiß erreicht.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Seitenwand, welche als Induktor zum induktiven Beheizen der Glasschmelze ausgebildet ist, zumindest ein erstes und ein zweites Grundbegrenzungselement umfaßt, welches eine Platte aus Vollmaterial aufweist, die eine im wesentlichen ebene Schmelzkontaktfläche, eine Bodenfläche zum Aufstellen des Grundbegrenzungselements auf die Bodenplatte des Skulltiegels, eine Außenfläche, sowie eine erste und eine zweite Anschlußfläche umfaßt. Zumindest die erste Anschlußfläche des ersten Grundbegrenzungselementes ist komplementär zu zumindest einer Anschlußfläche des zweiten Grundbegrenzungselementes ausgebildet, um das erste Grundbegrenzungselement an das zweite Grundbgrenzungselement zum Aufbau zumindest eines Teils der Seitenwand des Skulltiegels anzuschließen. Beim Anschließen des ersten an das zweite Grundbegrenzungselement kann ein Formschluß ausgebildet werden. Die Platte aus Vollmaterial weist zumindest einen, in ihrem Innern angeordneten Kanal auf, welcher von einem Kühlmedium durchströmt werden kann. Die Wandstärken und der Querschnitt der Kühlkanäle ist vorteilhafter Weise so ausgelegt, daß eine effiziente Wärmeabfuhr von den Kontaktflächen zwischen Seitenwand und Skullkruste beziehungsweise Schmelze ermöglicht wird.
Um die induktiv in die Schmelze eingetragene Heizleistung in einem möglichst großen Teil der Schmelze nutzen zu können und so die pro Zeit schmelzbare Menge an Scherben und/oder Gemenge zu erhöhen, sieht die Erfindung vorteilhafterweise vor, daß der Skulltiegel zumindest eine Rühreinrichtung zum Rühren der Schmelze im Skulltiegel, insbesondere während des Einschmelzens, umfaßt. Der Skulltiegel kann des Weiteren zumindest eine Gaseinleitungseinrichtung zum Einleiten von Gas in die Glasschmelze, insbesondere zum Beschleunigen des Einschmelzens von Scherben und/oder Gemenge durch sogenanntes ”bubbling” umfassen.
Der erfindungsgemäße Skulltiegel kann insbesondere als Teil einer Schmelzanlage zum kontinuierlichen Herstellen von Glasprodukten eingesetzt werden. Die Erfindung stellt somit eine Schmelzanlage zur Verfügung mit zumindest einer Einlegevorrichtung zum Einlegen von Scherben und/oder Gemenge auf das Schmelzgut in einen Skulltiegel, zumindest einem Skulltiegel wie er oben beschrieben ist, zum Einschmelzen und/oder Läutern von Glas und zumindest einer Entnahmeeinrichtung zum kontinuierlichen Entnehmen von Schmelze aus dem Skulltiegel. Das Einlegen kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schmelzanlage an den Durchsatz gekoppelt erfolgen. Hierzu wird das Niveau des Schmelzstandes in der Anlage gemessen und bei unterschreiten eines festgelegten Wertes der Einlegeprozess gestartet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfaßt die Schmelzanlage zumindest eine insbesondere dem Skulltiegel nachgeschaltete Homogenisiereinrichtung. Die über das Entnahmesystem dem Skulltiegel kontinuierlich entnommene Schmelze wird der Homogenisiereinrichtung, vorzugsweise unmittelbar, zugeführt, um das Homogenisieren bei den nach dem Einschmelzen und/oder Läutern hohen Temperaturen effizient durchzuführen.
Die Schmelzanlage kann des weiteren zumindest eine Formgebungseinrichtung umfassen. Die Formgebungseinrichtung ist insbesondere der Entnahmeeinrichtung und/oder der Homogenisiereinrichtung nachgeschaltet. Das dem Skulltiegel entnommene, geschmolzene und gegebenenfalls geläuterte und/oder homogenisierte Schmelzgut wird in der Formgebungseinrichtung unmittelbar weiterverarbeitet. Damit ermöglicht die Erfindung das kontinuierliche Herstellen geformter Glasprodukte.
Um Gemenge in einem direkt induktiv beheizten Skulltiegel, bei dem die Kühlmittel gekühlte Tiegelwand gleichzeitig der Induktor ist, kontinuierlich mit hoher Leistung Aufschmelzen zu können, stellt die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Glasschmelze mit folgenden Schritten zur Verfügung:

a) Bereitstellen eines Skulltiegels mit zumindest einer gekühlten Seitenwand, welchen einen Induktor zum induktiven Beheizen der Glasschmelze bildet, wobei der Skulltiegel zwischen dem dem Innenraum des Skulltiegels zugewandten Bereich der Seitenwand und dem Innenraum eine Isolierung umfaßt, welche die Glasschmelze gegenüber der Seitenwand elektrisch isoliert,
b) kontinuierliches induktives Beheizen von Gemenge und/oder Scherben und/oder der Glasschmelze im Innenraum des Skulltiegels bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 700 V pro Windung des Induktors, bevorzugt bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 1000 V pro Windung des Induktors, insbesondere bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 1500 V pro Windung des Induktors.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt dieses zudem den Schritt

c) kontinuierliches Entnehmen der Schmelze aus dem Skulltiegel.

Zum induktiven Beheizen wird vorzugsweise eine hochfrequente Wechselspannung, insbesondere im Bereich von 50 kHz bis 2 Mhz eingesetzt.
Zumindest im Anschlußbereich des Induktors wird im Rahmen der Erfindung eine korrosionsstabile, hochtemperaturbelastbare Isolierung angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise den weiteren Schritt

d) Kühlen der Isolierung, insbesondere unabhängig von der Kühlung der Seitenwand des Skulltiegels umfassen.

Durch die Kühlung der Isolierung wird die Wäremabfuhr und somit die Ausbildung der Skullkruste vorteilhafterweise begünstigt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren den Schritt

e) kontinuierliches Homogenisieren der Schmelze

f) kontinuierliches Zuführen der Schmelze an zumindest eine Formgebungseinrichtung

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dieselben Bauteile sind in allen Darstellungen mit den selben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf den selbstinduzierenden Skulltiegel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den selbstinduzierenden Skulltiegel gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch den selbstinduzierenden Skulltiegel gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch den selbstinduzierenden Skulltiegel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine schematische Darstellung der miteinander in Kontakt stehenden Materialien zwischen Schmelze und Kühlmedium in der Seitenwand des selbstinduzierenden Skulltiegels gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
6 eine schematische Darstellung der Entnahmevorrichtung für den selbstinduzierenden Skulltiegel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt,
7 eine schematische Darstellung des selbstinduzierenden Skulltiegels im Längsschnitt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Brücke,
8 eine schematische Darstellung des selbstinduzierenden Skulltiegels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt,
9 eine schematische Darstellung einer Platte aus Vollmaterial für die Seitenwand des selbstinduzierenden Skulltiegels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstellung.
In 1 ist ein Skulltiegel 1 mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt dargestellt. Eine Schmelze 10 wird im Innenraum des Skulltiegels 1 gehalten. Der Innenraum wird welcher im wesentlichen von der Seitenwand 2 definiert. Die Seitenwand 2 ist mittels eines Kühlmediums gekühlt. Die Anschlüsse an der Seitenwand für das Kühlmedium sind in den Figuren nicht dargestellt.
Der Skulltiegel 1 umfaßt eine Anschlußvorrichtung 50 zum Anlegen einer Wechselspannung. Die Anschlußvorrichtung 50 umfaßt eine erste elektrische Zuführung 51 und eine zweite elektrische Zuführung 52. Über die elektrischen Zuführungen 51 und 52 wird eine Wechselspannung an die Seitenwand 2, welche einen einwindigen Induktor darstellt, angelegt. In Reaktion auf die sich ausbildenden elektromagnetischen Felder wird die Schmelze 10 im Skulltiegel 1 temperiert.
Der Skulltiegel 1 umfaßt eine Entnahmevorrichtung 16, über welche die Schmelze 10 aus dem Skulltiegel 1 entnommen werden kann. Über die Entnahmevorrichtung 16 ist die Schmelze 10 geerdet. Um zu gewährleisten, daß es bei einer Spannungsdifferenz zwischen der über die Entnahmevorrichtung 16 geerdeten Schmelze 10 und der Seitenwand 2 nicht zu einem elektrischen Überschlag zwischen der Schmelze 10 und der Seitenwand 2 kommt, ist eine Isolierung 21 zwischen der dem Innenraum zugewandten Seite 12 der Seitenwand 2 und dem Innenraum, in welchem sich in Betrieb des Skulltiegels 1 die Schmelze 10 befindet, eingebracht.
In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Isolierung 21 als Isolationsschicht dargestellt. Die Isolierung 21 setzt sich in den Zwischenraum 5 zwischen der ersten elektrischen Zuführung 51 und der zweiten elektrischen Zuführung 52 hinein fort. Dadurch kann das Ausbilden von elektrischen Überschlägen zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung 51, 52 nahezu vollständig verhindert werden.
In 2 ist ein Querschnitt in dem selbstinduzierenden Skulltiegel 1 in Höhe der Entnahmevorrichtung 16 dargestellt. Die Entnahmevorrichtung 16 ist in einer Öffnung der Seitenwand 2 positioniert. Zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Öffnung in der Seitenwand 2 besteht ein Zwischenraum 162. Die Isolierung 21, welche die Schmelze 10 gegenüber der Seitenwand 2 elektrisch abschirmt, ist in den Zwischenraum 162 zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Seitenwand 2 des Skulltiegels 1 hinein fortgesetzt. Auf diese Weise werden auch Überschläge zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Seitenwand 2 nahezu vollständig unterbunden.
In 3 ist ein Längsschnitt durch den selbstinduzierenden Skulltiegel 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in der Ebene zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung 51 und 52 und durch die Entnahmevorrichtung 16 gezeigt. Die Schmelze 10 wird gegenüber dem Skulltiegel 1 nahezu vollständig von der Isolierung 21 abgeschirmt. Darüber hinaus übernimmt die Isolierung 21 des Weiteren die Funktion, den Zwischenraum 5 zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung 51, 52 der elektrischen Anschlußvorrichtung 50 zum Anlegen der Wechselspannung soweit auszufüllen, daß die Gefahr elektrischer Überschläge zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung 51 und 52 deutlich reduziert werden kann.
In der Ansicht in 3 erkennt man des weiteren, daß die Seitenwand 2 über einer Bodenplatte des Skulltiegels 1 angeordnet ist, wobei ein Zwischenraum 23 zwischen dem Boden und der Seitenwand 2 des Skulltiegels 1 entsteht. Im gezeigten Beispiel ist die Bodenplatte ebenso wie die Seitenwand 2 gekühlt, so daß ein Skullboden 31 vorliegt. Die Kühlmittelanschlüsse für die Bodenplatte sind in den Figuren nicht dargestellt. Die Isolierung 21 setzt sich auch in den Zwischenraum 23 zwischen den Skullboden 31 und der Seitenwand 2 des Skulltiegels 1 hinein fort. Dadurch kann die Isolierung 21 ferner die Gefahr von elektrischen Überschlägen zwischen der Seitenwand 2 und dem Skullboden 31 des Skulltiegels 1 deutlich verringern.
In 4 ist ein selbstinduzierender Skulltiegel 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt. Bei der in 4 schematisch dargestellten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen selbstinduzierenden Skulltiegel 1 befindet sich die Anschlußvorrichtung 50 zum Anlegen einer Wechselspannung mit der ersten und zweiten elektrischen Zuführung 51 und 52 nicht genau gegenüber der Entnahmevorrichtung 16.
Der Skulltiegel 1 umfaßt eine Seitenwand 2, welche über einer Bodenplatte des Skulltiegels 1, die als Skullboden 31, ausgeführt ist, angeordnet ist. Die Seitenwand 2 definiert einen Innenraum zur Aufnahme einer Schmelze 10. Zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich 12 der Seitenwand 2 und der Schmelze 10 ist eine Isolierung 21 positioniert. Zwischen dem Skullboden 31 und der Seitenwand 2 ist ein Zwischenraum 23 definiert. Die Isolierung 21 setzt sich in den Zwischenraum 23 hinein fort und schirmt so die Seitenwand 2 gegenüber dem Skullboden 31 elektrisch ab.
Der Skulltiegel 1 umfaßt des Weiteren eine Entnahmevorrichtung 16. Die Entnahmevorrichtung 16 ist in einer Öffnung der Seitenwand 2 angeordnet, wobei ein Zwischenraum 162 definiert wird. Die Isolierung 21 setzt sich in den Zwischenraum 162 zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Seitenwand 2 hinein fort. Die Isolierung 21 trägt damit auch dazu bei, die Gefahr elektrischer Überschläge zwischen der Seitenwand 2 und der Entnahmevorrichtung 16 zur verringern.
In der in den 1 bis 3 und 4 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Isolierung 21 als Isolationsschicht dargestellt, welche auf dem dem Innenraum zur Aufnahme einer Schmelze 10 zugewandten Bereich 12 einer Seitenwand 2 aufgebracht ist. Die Isolierung 21 kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch von der Seitenwand 2 beabstandet positioniert sein. Insbesondere kann ein Isoliertiegel verwendet werden. In 5 ist eine entsprechende schematische Darstellung im Querschnitt in vergrößerten Detail durch den der Seitenwand zugewandten Bereich der Schmelze 10 bis in die Seitenwand dargestellt.
Die Seitenwand 2 umfaßt zumindest einen Kanal, in welchem ein Kühlmedium 40, beispielsweise Wasser, fließt. Durch das Kühlmedium 40 wird insbesondere der dem Innenraum zur Aufnahme einer Schmelze 10 zugewandte Bereich 12 der Seitenwand 2 gekühlt. Zwischen dem dem Innenraum zur Aufnahme einer Schmelze 10 zugewandten Bereich 12 der Seitenwand 2 und der Schmelze 10 ist als Isolierung 21 ein Isoliertiegel positioniert. Um die Ausbildung der Skullkruste 9 am Übergang zwischen der Schmelze 10 und dem Skulltiegel zu fördern, wird die Wärmeabfuhr aus dem Bereich, in welchem sich die Skullkruste 9 ausbildet, erhöht, indem zwischen der Isolierung 21, welche mit der Skullkruste 9 in Verbindung steht, und dem dem Innenraum zur Aufnahme der Schmelze 10 zugewandten Bereich 12 der Seitenwand 2 ein Kontaktmittel 7 bereit gestellt wird. Durch das Kontaktmittel 7, welches beispielsweise im Betrieb des Skulltiegels flüssig ist, wird der thermische Kontakt zwischen der Isolierung 21 und dem Bereich 12 der Seitenwand 2, welche thermisch mit dem Kühlmittel 40 in Kontakt steht, geschlossen.
In 6 ist ein Ausschnitt aus einem selbstinduzierenden Skulltiegel 1 mit einer Entnahmevorrichtung 16 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Mit Hilfe der Entnahmevorrichtung 16 wird die Schmelze 10 durch die Seitenwand 2 des Skulltiegels hindurch entnommen. Die Seitenwand 2 ist mit einer Isolationsschicht 21 versehen. Über die – nicht dargestelle – Kühlung der Seitenwand 2 wird auch die Isolationsschicht 21 gekühlt, so daß sich auf der Isolationsschicht 21 eine Skullkruste 9 aus dem Material der Schmelze 10 ausbildet.
Die Entnahmevorrichtung 16 ist mit einem Isoliermittel 163 versehen. Über das Isoliermittel 163 wird die Entnahmevorrichtung 16 gegenüber der Seitenwand 2 elektrisch abgeschirmt. Das Isoliermittel 163 wirkt zudem als Dichtungseinsatz und trägt zum Verschließen des Zwischenraums zwischen der Seitenwand 2 und der Entnahmevorrichtung 16 bei. Das Isoliermittel 163 kann über ein Kühlmittel gekühlt werden. Die Kühlmittelanschlüsse des Isoliermittels 163 sind in den Figuren nicht dargestellt.
In 7 ist ein Skulltiegel 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Er umfaßt eine Isolierung 21 zwischen dem dem Innenraum des Skulltiegels 1 zugewandten Bereich 12 der Seitenwand 2 und der Seitenwand 2. Eine variabel positionierbare Brücke 8 unterteilt den Innenraum des Skulltiegels 1 in einen ersten Bereich, den Zufuhrbereich zum Aufgeben des Gemenges und einen zweiten Bereich, den Abfuhrbereich. Im Abfuhrbereich ist die Entnahmevorrichtung 162 angeordnet. Die Brücke 8 wird vorzugsweise gekühlt. Die Kühlmittelanschlüsse für die Brücke 8 sind in 7 nicht dargestellt.
Durch die Positionierung der Brücke 8 kann abhängig von der zu schmelzenden Glasart und dem zu erzielenden Durchsatz sowie der Glasqualität das Verhältnis der Volumina des ersten Bereiches zu dem zweiten Bereich durch eine horizontale Bewegung der Brücke eingestellt werden. In dem ersten Bereich findet dabei im Wesentlichen das Einschmelzen des aufgegebenen Gemenges statt, während im zweiten Bereich das bereits aufgeschmolzene Gemenge geläutert wird. Über die vertikale Positionierung der Brücke 8 kann des Weiteren die Strömungsführung im Skulltiegel hin zur Entnahmevorrichtung und damit die Verweilzeitverteilung der Fluidelemente der Glasschmelze 10 im Skulltiegel 1 beeinflußt werden.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform des selbstinduzierenden Skulltiegels 1 im Längsschnitt dargestellt. Der Skulltiegel 1 umfaßt eine Seitenwand 2, die einen Innenraum zur Aufnahme einer Glasschmelze 10 definiert. Die Seitenwand 2 ist über einer Bodenplatte des Skulltiegels 1 angeordnet. In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Bodenplatte aus feuerfestem Material eingesetzt. Zwischen der Bodenplatte 32 und der Seitenwand 2 ist ein Zwischenraum 23 ausgebildet. Zwischen dem Innenraum zur Aufnahme der Glasschmelze 10 und der Seitenwand 2 ist eine Isolierung 21 angeordnet. Die Isolierung 21 setzt sich in den Zwischenraum 23 zwischen der Seitenwand 2 und der Bodenplatte 32 aus feuerfestem Material hinein fort.
Der Skulltiegel 1 weist eine Entnahmevorrichtung 16 auf, welche in einer Öffnung in der Seitenwand 2 des Skulltiegels positioniert ist. Zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Öffnung in der Seitenwand 2 ist ein Zwischenraum 162 definiert. Die Isolierung 21 setzt sich in den Zwischenraum 162 zwischen der Entnahmevorrichtung 16 und der Seitenwand 2 hinein fort. Elektrische Überschläge zwischen der Schmelze 10 und der Seitenwand 2, der Entnahmevorrichtung 16 und der Seitenwand 2 sowie zwischen der Seitenwand 2 und der Bodenplatte 32 können durch die Verwendung der Isolierung 21 sicher reduziert werden.
Die Seitenwand 2 ist in ihrem oberen Bereich abgewinkelt gestaltet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Seitenwand um etwa 90° nach Außen abgewinkelt. Dadurch bildet sich ein Kragen 215 aus. An den Kragen 215 schließt sich außen die Oberofenwand 15 an. Die Oberofenwand 15 definiert ebenso wie die Seitenwand 2 einen Innenraum zur Aufnahme der Glasschmelze 10, wobei der von der Oberofenwand 15 definierte Innenraum und der von der Seitenwand 2 definierte Innenraum ineinander übergehen. Die Kontaktlinie zwischen der Schmelze 10, der mit der Schmelze in Kontakt stehenden Atmosphäre und der äußeren Begrenzung des Skulltiegels 1 wird unter Verwendung des Kragens 215 in einen Bereich außerhalb des Induktors verlegt. Der durch die Seitenwand 2 gebildete Induktor steht somit gleichmäßig über seine gesamte Innenfläche mit der Schmelze 10 in Kontakt, so daß eine sehr gleichmäßige Ausbildung der elektromagnetischen Felder ermöglicht wird.
Die Seitenwand ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung modular aufgebaut. Dazu umfaßt die Seitenwand Platten. Wie in 9 gezeigt ist, besteht eine solche Platte 24 aus Vollmaterial. Das heißt, dass zur Fertigung der Platte 24 ein massiver Block aus dem Material, aus welchem die Platte gefertigt werden soll, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bereitgestellt wird. Dieser Block wird im wesentlichen durch spanabhebende Verfahren, insbesondere durch Fräsen und Bohren zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Platte verarbeitet. Die Platte 24 hat eine Schmelzkontaktfläche 25, eine Bodenfläche 26, welche eine Standfläche für die Platte 24 bildet, eine Außenfläche 27 sowie eine erste Anschlussfläche 208 und eine zweite Anschlussfläche 209. Die Platte 24, welche Bestandteil eines Grundbegrenzungselements sowie insbesondere selbst das Grundbegrenzungselement sein kann, ist somit eine kompakte Einheit.
Die Platte weist eine Kühlmittelzuführeinrichtung 70 sowie eine Kühlmittelabfuhreinrichtung 80 auf. Die Kühlmittelzufuhreinrichtung 70 sowie die Kühlmittelabfuhreinrichtung 80 stehen mit dem im Inneren der Platte 24 angeordneten Kanal 4 in Kontakt. Der Kanal 4 besteht im in 9 gezeigten Beispiel aus mehreren U-förmigen Einzelkanälen, wobei die oberen Enden dieser U-förmigen Einzelkanäle in einer wannenförmigen Vertiefung der oberen Abschlussfläche der Platte 24 enden. Durch diese wannenförmige Vertiefung können die einzelnen Kanäle gefertigt werden, und durch Verschließen der wannenförmigen Vertiefung mit einem entsprechend geformten Verschlusselement (nicht dargestellt) kann ein durchgehender Kanal 4 aus sich aneinander anschließenden U-förmigen Kanälen geschaffen werden
Die Platte 24 hat des weiteren Vorrichtungen 60, um eine mechanische Verbindung von Begrenzungselementen, welche Platten 24 umfassen, zu ermöglichen. Im gezeigten Beispiel ist eine Durchgangsbohrung 60 gezeigt, durch die eine Schraubverbindung zwischen zwei benachbarten Begrenzungselementen hergestellt werden kann.
Mit Hilfe der Schraubverbindung können die Platten 24 so zusammengezogen werden, dass die Anschlussflächen 208 und 209 benachbarter Platten einander berühren. Die Anschlußflächen 208 und 209 benachbarter Platten können auch über ein elektrisch leitendes Material miteinander in Kontakt stehen. Die Platten 24 werden auf diese Weise elektrisch leitend miteinander derart verbunden, dass ein Induktor in Gestalt einer einwindigen ”Spule” bereitgestellt wird. Nicht dargestellt ist die Anschlußvorrichtung zum Anlegen einer Wechselspannung an die Seitenwand (2).
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden.

1: selbstinduzierender Skulltiegel
10: Schmelze
12: dem Innenraum zugewandter Bereich der Seitenwand (2)
15: Oberofenwand
16: Entnahmevorrichtung
162: Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Seitenwand (2) des Skulltiegels
163: Isoliermittel für die Entnahmevorrichtung, Dichtungseinsatz
2: Seitenwand (2) des Skulltiegels, Induktor
21: Isolierung, elektrische Isolationsschicht, Isoliertiegel
23: Zwischenraum zwischen dem Boden und der Seitenwand (2) des Skulltiegels
24: Platte aus Vollmaterial
25: Schmelzkontaktfläche, Teil des dem Innenraum zugewandter Bereichs 12 der Seitenwand (2) 2
26: Bodenfläche
27: Außenfläche
208: erste Anschlussfläche des Grundbegrenzungselements
209: zweite Anschlussfläche des Grundbegrenzungselements
215: abgewinkelte Seitenwand (2), Kragen
31: Bodenplatte des Skulltiegels, Skullboden
32: Bodenplatte des Skulltiegels, Bodenplatte aus Feuerfestmaterial
4: Kanal
40: Kühlmedium, Wasser
5: Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung der Anschlußvorrichtung
50: Anschlußvorrichtung zu Anlegen einer Wechselspannung
51: erste elektrische Zuführung
52: zweite elektrische Zuführung
7: Kontaktmittel
8: gekühlte Brücke
9: Skullkruste
60: mechanische Verbindung
70: Kühlmittelzufuhreinrichtung
80: Kühlmittelabfuhreinrichtung

Claims

Skulltiegel (1), insbesondere zum Einschmelzen und/oder Läutern von Glas, welcher zumindest eine kühlbare Seitenwand (2), welche als Induktor zum induktiven Beheizen einer Glasschmelze (10) ausgebildet ist und einen Innenraum zur Aufnahme der Glasschmelze (10) definiert, und eine Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum umfaßt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels die Glasschmelze (10) gegenüber der Seitenwand (2) elektrisch isoliert, und wobei im Betrieb des Skulltiegels gleichzeitig eine Skullkruste (9) ausgebildet wird, welche mit der Isolierung (21) in Verbindung steht.
Skulltiegel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest eine Anschlußvorrichtung (50) zum Anlegen einer Wechselspannung an die Seitenwand (2) umfasst, welche eine erste elektrische Zuführung (51) und eine von der ersten beabstandete zweite elektrische Zuführung (52) aufweist, welche einen Zwischenraum (5) definieren, wobei sich die Isolierung (21) zwischen dem Innenraum und dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) in den Zwischenraum (5) zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Zuführung (51, 52) hinein fortsetzt und die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels (1) auch die erste elektrische Zuführung (51) gegenüber der zweiten elektrischen Zuführung (52) elektrisch abschirmt.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (2) über einer Bodenplatte (31, 32) angeordnet ist und die Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum sich in den Bereich zwischen der Bodenplatte (31, 32) und dem Innenraum fortsetzt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels die Glasschmelze (10) auch gegenüber der Bodenplatte (31, 32) elektrisch abschirmt.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (2) und die Bodenplatte (31, 32 voneinander beabstandet angeordnet sind und die Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum sich in den Bereich (23) zwischen der Seitenwand (2) und der Bodenplatte (31, 32) fortsetzt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels auch die Seitenwand (2) gegenüber der Bodenplatte (31, 32) elektrisch isoliert.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) bei Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 700 V pro Windung des Induktors, bevorzugt bei Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 1000 V pro Windung des Induktors, insbesondere bei Wechselspannungen mit einer Amplitude von mehr als 1500 V pro Windung des Induktors kontinuierlich betreibbar ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kühlbare Seitenwand (2) als Induktor mit einer Windung ausgebildet ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest eine Entnahmevorrichtung (16) umfaßt, welche in einer Öffnung in der Seitenwand (2) angeordnet ist und einen Zwischenraum (162) zwischen der Entnahmevorrichtung (16) und der Seitenwand (2) definiert, und sich die Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum sich in den Zwischenraum (162) zwischen der Entnahmevorrichtung (16) und der Seitenwand (2) hinein fortsetzt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels auch die Entnahmevorrichtung (16) gegenüber der Seitenwand (2) elektrisch isoliert.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest eine Entnahmevorrichtung (16) umfaßt, welche in einer Öffnung in der Bodenplatte (31, 32) angeordnet ist, und einen Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung und der Bodenplatte definiert, und sich die Isolierung (21) zwischen dem dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum in den Bereich zwischen der Bodenplatte (31, 32) und dem Innenraum und in den Zwischenraum zwischen der Entnahmevorrichtung (16) und der Bodenplatte hinein fortsetzt, wobei die Isolierung (21) im Betrieb des Skulltiegels auch die Entnahmevorrichtung (16) gegenüber der Bodenplatte (31, 32) elektrisch isoliert.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (16) zumindest ein Edelmetall und/oder Keramik und/oder Glas umfasst.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (16) zumindest bereichsweise kühlbar, insbesondere unabhängig von der Seitenwand (2) des Skulltiegels kühlbar, ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (16) mit einem Isoliermittel (163) versehen ist, welches Glas, insbesondere Kieselglas, und/oder Keramik aufweist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermittel (163) zumindest bereichsweise kühlbar ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (21) als Isolationsschicht ausgebildet ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht eine Dicke im Bereich von kleiner als 5 mm, insbesondere eine Dicke im Bereich größer als 0,5 mm und kleiner als 3 mm aufweist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (21) zumindest auf den dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und/oder der Bodenplatte (31, 32) aufgespritzt und/oder aufgedampft und/oder aufgegossen und/oder aufgeschlickert und/oder elektrochemisch erzeugt ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (21) SiO₂, insbesondere Quarzglas und/oder kristallines SiO₂, und/oder Al₂O₃ und/oder MgO und/oder ZrO₂ und/oder ZrSiO₄ und/oder Y₂O₃ und/oder CaO und/oder TiO₂ und/oder eine Mischung dieser Materialien umfasst.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (21) zumindest in den dem Innenraum zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und/oder der Bodenplatte (31, 32) eingebrannt ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (21) einen Isolationstiegel umfasst.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationstiegel Glas und/oder Keramik umfasst.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden und/oder die Seitenwand des Isolationstiegels eine Wandstärke im Bereich von kleiner als 1 cm, insbesondere eine Wandstärke im Bereich größer als 0,5 mm und kleiner als 3 mm aufweist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der dem Innenraum zugewandte Bereich (12) der Seitenwand (2) und zumindest der der Seitenwand (2) zugewandte Bereich des Isolationstiegels zueinander komplementäre Strukturen zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Seitenwand (2) und Isolationstiegel aufweisen.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der dem Innenraum zugewandte Bereich (12) der Seitenwand (2) und der der Seitenwand (2) zugewandte Bereich des Isolationstiegels zueinander komplementäre Gewinde umfassen.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest zwischen der Isolierung (21) und der Seitenwand (2) ein Kontaktmittel (7) aufweist, welches einen im wesentlichen vollflächigen Kontakt zwischen der Isolierung (21) und der Seitenwand (2) des Skulltiegels (1) herstellt.
Skulltiegel (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) eine insbesondere glasige und/oder keramische Schlickermasse umfasst.
Skulltiegel (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) ein Metall und/oder eine Metalllegierung umfasst, welche einen so niedrigen Schmelzpunkt hat, dass das Kontaktmittel (7) im Betrieb des Skulltiegels (1) flüssig ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) einen Kragen (215) umfasst, welcher durch Abwinkeln der Seitenwand (2) in Bezug auf die Längsachse des Skulltiegels (1) gebildet ist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (2), welche als Induktor zum induktiven Beheizen einer Glasschmelze (10) ausgebildet ist, zumindest ein Metall, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, und/oder zumindest eine Metalllegierung, insbesondere eine Kupferlegierung und/oder eine Aluminiumlegierung, aufweist.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (2) modular aufgebaut ist.
Skulltiegel (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (2) zumindest ein erstes und ein zweites Grundbegrenzungselement (20) umfasst, welches eine Platte (24) aus Vollmaterial aufweist, welche eine im wesentlichen ebene Schmelzkontaktfläche (25), eine Bodenfläche (26) zum Aufstellen des Grundbegrenzungselements (20) auf die Bodenplatte (3) des Skulltiegels, eine Außenfläche (27) sowie eine erste und eine zweite Anschlussfläche (208, 209) umfasst, wobei zumindest die erste Anschlussfläche (208) des ersten Grundbegrenzungselements (20) komplementär zu zumindest einer Anschlussfläche (209) des zweiten Grundbegrenzungselements (20) ausgebildet ist, um das erste Grundbegrenzungselement (20) an das zweite Grundbegrenzungselement (20) zum Aufbau zumindest eines Teils der Seitenwand (2) des Skulltiegels (1), insbesondere unter Ausbildung eines Formschlusses, anzuschließen, und wobei die Platte (24) zumindest einen in ihrem Inneren angeordneten Kanal (4) aufweist, welcher von einem Kühlmedium (40) durchströmt werden kann.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest eine Rühreinrichtung zum Rühren der Schmelze im Skulltiegel (1), insbesondere während des Einschmelzens, umfasst.
Skulltiegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (1) zumindest eine Gaseinleitungseinrichtung zum Einleiten von Gas in die Glasschmelze (10), insbesondere zum Beschleunigen des Einschmelzens von Scherben und/oder Gemenge, umfasst.
Schmelzanlage zum kontinuierlichen Herstellen von Glasprodukten mit zumindest einer Einlegevorrichtung zum Einlegen von Scherben und/oder Gemenge, zumindest einem Skulltiegel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zum Einschmelzen und/oder Läutern von Glas, und zumindest einer Entnahmeeinrichtung (16) zum kontinuierlichen Entnehmen von Schmelze aus dem Skulltiegel (1).
Schmelzanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzanlage zumindest eine, insbesondere dem Skulltiegel (1) nachgeschaltete, Homogenisiereinrichtung umfasst.
Schmelzanlage nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzanlage zumindest eine, insbesondere der Entnahmeeinrichtung (16) nachgeschaltete, Formgebungseinrichtung umfasst.
Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Glasschmelze (10) mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Skulltiegels (1) mit zumindest einer gekühlten Seitenwand (2), welche einen Induktor zum induktiven Beheizen der Glasschmelze (10) bildet, wobei der Skulltiegel (1) zwischen dem dem Innenraum des Skulltiegels (1) zugewandten Bereich (12) der Seitenwand (2) und dem Innenraum eine Isolierung (21) umfaßt, welche die Glasschmelze (10) gegenüber der Seitenwand (2) elektrisch abschirmt, wobei im Betrieb des Skulltiegels eine Skullkruste (9) ausgebildet wird, welche mit der Isolierung (21) in Verbindung steht, b) kontinuierliches induktives Beheizen von Gemenge und/oder Scherben und/oder der Glasschmelze (10) im Innenraum des Skulltiegels (1) bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 700 V pro Windung des Induktors.
Verfahren nach Anspruch 35, mit Schritt b) kontinuierliches induktives Beheizen von Gemenge und/oder Scherben und/oder der Glasschmelze (10) im Innenraum des Skulltiegels (1) bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 1000 V pro Windung des Induktors.
Verfahren nach Anspruch 36, mit Schritt b) kontinuierliches induktives Beheizen von Gemenge und/oder Scherben und/oder der Glasschmelze (10) im Innenraum des Skulltiegels (1) bei einer Spannung mit einer Amplitude von mehr als 1500 V pro Windung des Induktors
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, gekennzeichnet durch Schritt c) kontinuierliches Entnehmen der Schmelze (10) aus dem Skulltiegel (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 38, gekennzeichnet durch Schritt d) Kühlen der Isolierung (21), insbesondere unabhängig von der Kühlung der Seitenwand (2) des Skulltiegels (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 39, gekennzeichnet durch Schritt e) kontinuierliches Homogenisieren der Schmelze (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 40, gekennzeichnet durch Schritt f) kontinuierliches Zuführen der Schmelze (10) an zumindest eine Formgebungseinrichtung.