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Die
Erfindung betrifft eine Floatbadwanne mit Seitenwänden und
einer Bodenwand, die Bodenwandsteine aus Feuerfestmaterial aufweist,
wobei die Bodenwand mindestens eine Rinne aufweist. Die Erfindung
bezieht sich auch auf einen Bodenwandstein, eine Absaugvorrichtung
zum Absaugen von flüssigem
Metall aus einer Floatbadwanne sowie auf ein Verfahren zum Absaugen
von flüssigem
Metall aus einer Floatbadwanne.
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Die
Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren, sog. Floatglas,
ist seit dem vorigen Jahrhundert bekannt und basiert im Wesentlichen
auf den grundlegenden Schutzrechten von Pilkington (
US 3,083,551 A ,
DE 147 19 50 A ).
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Beim
Floatverfahren lässt
man flüssiges Glas,
das mittels einer Rinne aus der Arbeitswanne herbeigeführt wird,
auf ein Bad aus geschmolzenem Metall, im allgemeinen Zinn fließen. Der
Mengenstrom des Glases wird über
einen beweglichen Schieber geregelt, mit dessen Einstellung unter
anderem auch die Glasdicke eingestellt wird. In Flussrichtung des
Glases gesehen hinter dem Schieber befindet sich die Gießlippe,
von der aus die Glasschmelze kontinuierlich auf das Metallbad fließt, wo die
Glasschmelze zu einem dimensionsstabilen Glasband geformt wird und
erstarrt. Anschließend wird
das erstarrte Glasband von dem Metallbad entfernt.
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Die
auf diese Art und Weise hergestellten Floatgläser, die in der Regel ein Dicke
von weniger als 1,5 mm aufweisen, werden als Dünnglassubstrate unter anderem
benutzt zur Herstellung von Flachbildschirmen, z. B. von Plasmabildschirmen
(PDP = Plasma Display Panel), Feld-Emissions-Bildschirmen (FED =
Field Emission Display), TFT-Flüssigkristall-Bildschirmen
(TFT = Thin Film Transistor), STN-Flüssigkristall-Bildschirmen (STN
= Super Twisted Nematic), Plasmaunterstützten Flüssigkristall-Bildschirmen (PALC
= Plasma Assisted Liquid Crystal), Electro-Luminiszenz-Displays
(EL) und dergleichen oder zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen.
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Eine
Floatbadvorrichtung weist eine Floatbadwanne auf, in der flüssiges Metall,
insbesondere Zinn enthalten ist. Das Metallbad muss von Zeit zu Zeit
ausgetauscht werden, weil Verunreinigungen auftreten, die die Oberfläche des
auf dem Metallbad schwimmenden Glasbandes beeinträchtigen.
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Aus
der
GB 1216378 A ist
es bekannt, das durch Sauerstoff und andere Komponenten verunreinigte
Zinn aus dem Zinnbad abzupumpen, zu reinigen und dem Zinnbad wieder
zuzuführen.
Die Zinnbadwanne besitzt hierzu einen Überlauf in einer Seitenwand
der Zinnbadwanne, so dass ein Teil des Badinhaltes kontinuierlich
ablaufen kann. Mittels einer Pumpe wird das flüssige Zinn Zwischentanks und
einer Reinigungseinrichtung zugeführt und anschließend wieder
dem Metallbad zugeführt.
Eine vollständige
Entleerung des Zinnbades ist nicht vorgesehen und nicht möglich.
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Es
ist ferner bekannt, den Badboden an der Seitenwand mit einer umlaufenden
Rinne zu versehen und an mehreren Stellen auf Rinnenhöhe Ablauföffnungen
anzuordnen. Diese Ablauföffnungen
müssen
nach dem Befüllen
der Wanne wieder verschlossen werden, was mit einem Stahlblech erfolgt.
Der Kontakt des flüssigen
Zinns mit dem Stahl hat jedoch den Nachteil, dass eine Kontamination
des flüssigen Zinns
stattfindet. Auch beim Ablassen des Zinns durch die Ablauföffnungen
kann ein Kontakt mit dem Stahlblech bzw. der Außerverkleidung der Seitenwand
der Floatbadwanne nicht vermieden werden.
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Aus
der
EP 0 771 763 A1 sind
großformatige Schamottesteine
bekannt, die bei ihrem Einsatz als Auskleidung für ein Zinnbad eine reduzierte
Neigung zu Abplatzungen zeigen sollen. Diese Schamottesteine weisen
eine Fase auf, die um die mit dem Zinnbad in Kontakt kommende Oberfläche umlaufend
vorgesehen ist. Die Fase ist tiefer als breit ausgebildet, d. h.
die Entfernung in der durch die Fase abgeschliffene Kante in Höhe des Schamottesteines nach
unten ist größer als
die Entfernung der Kante in Richtung der Länge oder Breite des Schamottesteines.
Für einen
Schamottestein mit einer Länge
von etwa 960 mm und einer Breite von etwa 608 mm und einer Höhe von etwa
305 mm sollte die Fase eine Tiefe von etwa 5 bis 20 mm und eine
Breite von 1 bis 8 mm aufweisen. Die Tiefe der Fase ist damit größer als
die Höhe
der bisher bekannten Schichten der Abplatzungen. Ein Wannenboden,
der mit derartigem Schamottestein ausgelegt ist, hat den Nachteil,
dass sich beim Ablassen des Zinns das Zinn in den durch die Fasen
gebildeten Rinnen sammelt und von dort wegen der geringen Abmessungen
nicht entfernt werden kann.
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Es
ist daher wünschenswert,
eine einfache und vollständige
Entleerung des Metallbades zu ermöglichen und eine Kontamination
des flüssigen
Metalls bei der Entleerung zu verhindern.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Floatbadwanne,
eine Absaugvorrichtung und ein Verfahren zum Absaugen von flüssigem Metall
aus einer Floatbadwanne bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Floatbadwanne gelöst, bei der die Rinne nur im
tiefstliegenden Bereich der Floatbadwanne oder nur im tiefstliegenden Bereich
des oder der Floatbadabschnitte/s der Floatbadwanne angeordnet ist,
die Rinne an der Fuge zwi schen benachbarten Bodenwandsteinen angeordnet ist,
und die Breite B der Rinne größer ist
als die Rinnentiefe T.
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Die
Rinne ist im tiefstliegenden Bereich der Floatbadwanne angeordnet,
was den Vorteil hat, dass sich beim Abpumpen des flüssigen Metalls
die Restmengen dort sammeln können
und somit eine vollständige
Entleerung des Floatbades sichergestellt wird.
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Da
in den Floatbadwannen teilweise so genannte Graphitwälle angeordnet
sind, wird das Innere der Floatbadwanne in Abschnitte unterteilt,
aus denen das flüssige
Metall nicht abfließen
kann. Es ist deshalb vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Rinne
im tiefstliegenden Bereich solcher Floatbadabschnitte angeordnet
ist. Ein solcher Abschnitt kann sich über ein oder mehrere so genannte
Bays erstrecken. Floatbäder
werden in der Regel in 7 oder 8 Bays unterteilt.
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Die
Rinne/n ist/sind auf diesen tiefstliegenden Bereich oder Bereiche
beschränkt,
was den Vorteil hat, dass der Floatbadboden bis auf kleine Bereiche,
wo die Rinne/n vorgesehen ist/sind mit den herkömmlichen Badbodensteinen ausgelegt
werden kann. Wegen der Fließeigenschaften
des flüssigen Metalls
ist es von Vorteil, wenn die Rinne an der Fuge zwischen benachbarten
Badwandsteinen angeordnet ist.
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Das
flüssige
Metall sammelt sich bevorzugt in dem Fugenbereich und kann von dort
abgepumpt werden. Die Rinne sollte möglichst flach ausgebildet sein,
um den Saugrüssel
einer Absaugvorrichtung möglichst
dicht an die tiefste Stelle der Rinne heranführen zu können. Es ist deshalb vorgesehen,
dass die maximale Breite B der Rinne größer als die Rinnentiefe T ist.
Unter B wird die Breite der Rinne am oberen Rand verstanden.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Rinne von der Seitenwand nach innen in die Floatbadwanne. Diese
Anordnung hat den Vorteil, dass die Rinne von einer außerhalb
der Floatbadwanne angeordneten Absaugvorrichtung zugänglich ist
und beispielsweise mittels eines Saugrüssels leer gepumpt werden kann.
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Vorzugweise
weist die Rinne einen dreieckförmigen
Querschnitt auf.
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Die
Rinne läuft
vorzugsweise spitz nach unten in die Fuge zwischen den benachbarten
Bodenwandsteinen zu.
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Die
die Rinne bildenden benachbarten Bodenwandsteine weisen vorzugsweise
an ihrer oberen Kante jeweils eine Facette auf, die die Rinne seitlich begrenzen.
Eine Facette ist eine schräge
Fläche
an einer der oberen Kanten des Bodenwandsteins. Es können dadurch
Bodenwandsteine mit den üblichen Abmessungen
verwendet werden, wobei diese lediglich mit einer Facette, also
der schrägen
Fläche,
versehen werden müssen.
Es ist nur ein Steintyp erforderlich, aus dem die Rinne gebildet
wird.
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Vorzugsweise
beträgt
die Rinnenbreite B 150 bis 250 mm. Weitere bevorzugte Rinnenbreiten sind
175 bis 225 mm.
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Die
Rinnentiefe beträgt
vorzugsweise 15 bis 25 mm, vorzugsweise 17,5 bis 25 mm und > 20 bis 25 mm.
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Die
Rinne erstreckt sich vorzugsweise über eine Länge von maximal drei Bodenwandsteinen. Dies
gilt für
Bodenwandsteine mit Abmessungen im Bereich vom 6 bis 10 cm, so dass
die Länge
L ca. 18 bis 30 cm beträgt.
Je nach Größe der Bodenwandsteine
kann sich die Rinne auch nur über
einen oder zwei Bodenwandsteine erstrecken.
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Die
Rinne ist vorzugsweise im Einlaufabschnitt der Floatbadwanne angeordnet.
Der Einlaufabschnitt befindet sich im Bay 1 und/oder Bay 2.
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In
diesem Bereich besitzt die Bodenwand eine entsprechende Senke, so
dass dort die Rinne angeordnet werden kann.
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Die
Rinne ist vorzugsweise im Endabschnitt der Floatbadwanne angeordnet.
Der Endabschnitt ist von dem vorderen Teil der Floatbadwanne in
der Regel durch einen Graphitwall abgetrennt, so dass flüssiges Metall
aus dem rückwärtigen Floatbadabschnitt sich
nicht im Einlaufbereich sammeln kann.
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Dieser
Endabschnitt umfasst vorzugsweise Bay 7 und/oder Bay 8.
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Es
ist von Vorteil, wenn im Einlaufabschnitt und/oder im Endabschnitt
der Floatbadwanne jeweils zwei Rinnen an gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnet
sind, so dass an beiden Längsseiten
der Floatbadwanne das flüssige
Metall abgesaugt werden kann.
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Der
erfindungsgemäße Bodenwandstein
ist dadurch gekennzeichnet, dass er an einer Kante eine Facette
aufweist, deren Breite b größer ist
als ihre Tiefe t, wobei b und t jeweils auf die betreffende Kante
bezogen sind. b und t werden jeweils von der ursprünglichen
Kante ab berechnet, die durch die Facette abgeschrägt wird.
Die Facette wird durch je eine Kante an der Oberfläche und
an der Seitenfläche
des Bodenwandsteines begrenzt.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Facette über die
gesamte Breite bzw. Länge
des Bodenwandsteins, je nach dem an welcher Kante die Facette angebracht
wird.
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Die
Breite b der Facette beträgt
vorzugsweise 75 bis 125 mm, insbesondere 87,5 bis 112,5 mm.
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Die
Tiefe t der Facette beträgt
vorzugsweise 15 bis 25 mm, insbesondere 17,5 bis 22,5 mm.
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Eine
Absaugvorrichtung zum Absaugen von flüssigem Metall aus einer Floatbadwanne
mit einer Pumpe sieht vor, dass an der Pumpe eine Saugrüssel angeschlossen
ist, der aus einem Quarzglas oder aus einem Keramikmaterial besteht.
Als bevorzugte Keramikmaterialien werden SiC oder BN eingesetzt. Der
Saugrüssel
kann unmittelbar oder über
ein Verbindungsrohr mit der Pumpe verbunden sein.
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Der
Innendurchmesser des Saugrüssels
beträgt
vorzugsweise 10 bis 20 mm. Innendurchmesser unter 10 mm sind nicht
geeignet, weil der Saugrüssel ansonsten
während
des Absaugens einfrieren kann.
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Das
Verfahren zum Absaugen von flüssigem Metall
aus einer Floatbadwanne sieht vor, dass das flüssige Metall aus einer Rinne
in der Bodenwand der Floatbadwanne über die Seitenwand der Floatbadwanne
abgepumpt wird, wobei die Rinne nur im tiefstliegenden Bereich der
Floatbadwanne oder nur im tiefstliegenden Bereich des oder der Floatbadabschnitte/s
der Floatbadwanne angeordnet ist, die Rinne an der Fuge zwischen
benachbarten Bodenwandsteinen angeordnet ist, und die Breite B der
Rinne größer ist
als die Rinnentiefe T, und dass das flüssige Metall außerhalb
der Floatbadwanne abgekühlt und
in Barren gegossen wird.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:
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1a die
Draufsicht auf eine Floatbadwanne,
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1b ein
Schnitt längs
der Linie I-I, durch die in der 1 gezeigte
Floatbadwanne,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bodenwandsteines,
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3 eine
Rinne, die durch zwei erfindungsgemäße Bodenwandsteine gebildet
wird, und
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4 eine
Absaugvorrichtung in schematischer Darstellung.
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In
der 1a ist die Draufsicht auf eine Floatbadwanne 1 dargestellt,
die zwei gegenüberliegende
Seitenwände 2a,
b eine Vorderwand 4a und eine Rückwand 4b aufweist.
Die Floatbadwanne 1 ist in acht Bays 101 bis 108 unterteilt.
Bay 101 und 102 bilden zusammen einen Einlaufabschnitt 7 im
vorderen Bereich der Floatbadwanne 1. Im rückwärtigen Teil
der Floatbadwanne 1 bilden die Bays 107 und 108 den
Endabschnitt 8. Der vordere und der hintere Teil des Floatbades
sind durch einen Graphitwall 9 voneinander getrennt.
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Die
Bodenwand 3 der Floatbadwanne 1 wird durch rechteckige
Bodenwandsteine 10' ohne
Facette gebildet, was in 1 in einem
exemplarischen Ausschnitt zu sehen ist.
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In
Bay 101 sind zwei Rinnen 5 vorgesehen, die an
die Seitenwand 2a bzw. 2b angrenzen und sich in
das Innere der Floatbadwanne 1 erstrecken. Im Endschnitt 8 in
Bay 107 sind ebenfalls zwei Rinnen 5 vorgesehen,
die sich von der Seitenwand 2a, 2b in das Innere
der Floatbadwanne erstrecken. Die Rinnen 5 sind in den
betreffenden Abschnitten 7, 8 jeweils gegenüberliegend
angeordnet.
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In
der 1b ist ein Schnitt längs der Linie I-I durch die
in 1a gezeigte Floatbadwanne 1 dargestellt.
Es ist zu sehen, dass in dem vorderen, sich bis zum Graphitwall 9 erstreckenden
Abschnitt wiederum im vorderen Bereich eine Senke 40 vorhanden ist,
die sich über
Bay 101, 102 erstreckt. In dieser Senke ist die
Rinne 5 dargestellt, die einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
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In
dem tiefergelegenen Endabschnitt 8 ist in Bay 107 ebenfalls
eine Rinne 5 zu sehen. Auch diese Rinne weist einen dreieckförmigen Querschnitt
auf.
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Die 2 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Bodenwandstein 10 mit
Deckfläche 11,
Bodenfläche 12,
Stirnflächen 13, 14 und
Seitenflächen 15, 16.
Die Kante 18 des Bodenwandsteins 10 ist bearbeitet
worden ist, so dass er dort eine Facette 17 aufweist, die
durch die beiden Facettenkanten 18a, 18b begrenzt
wird. Die beiden Stirnflächen 13, 14 weisen
eine fünfeckige
Kontur auf.
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Die
Abmessungen der Facette 17 sind im Vergleich zur Gesamtabmessung
des Bodenwandsteins 10 übertrieben
dargestellt. Die Tiefe t wird von der ursprünglichen Kante 18 ab
gerechnet, ebenso die Breite b der Facette 17. Es ist zu
sehen, dass die Breite b größer ist
als die Tiefe t. Die Tiefe t ist mit der Tiefe T der Rinne 5 identisch,
wie dies aus 3 zu entnehmen ist.
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In
der 3 sind zwei Bodenwandsteine 10 zusammengefügt, so dass
die Facetten 17 eine dreieckförmige Rinne 5 bilden.
Zwischen den beiden Bodenwandsteinen 10 befindet sich die
Fuge 6. Die Rinne 5 läuft spitz auf diese Fuge 6 zu.
Die Breite B der Rinne 5 bezeichnet den Abstand der beiden
Facettenkanten 18a und die Tiefe T den Abstand der Facettenkanten 18a zu 18b.
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In
der 4 ist eine Absaugvorrichtung 30 dargestellt.
Diese Absaugvorrichtung umfasst eine Pumpe 35, die außerhalb
der Floatbadwanne 1 angeordnet ist. An die Pumpe 35 ist
ein Verbindungsrohr 32 angeschlossen, das in das Innere
der Floatbadwanne 1 geführt
ist und dort einen Saugrüssel 31 aufweist,
der in die Rinne 5 eintaucht. Der Innendurchmesser des
Saugrüssels 31 beträgt 10 mm.
Das flüssige
Metall wird über
den Saugrüssel 31 in
das Verbindungsrohr 32 über
die Pumpe 35 und das Auslassrohr 36 abgepumpt.
An das Auslassrohr 36 schließt sich eine weitere Einrichtung
zum Formen von Metallbarren an (nicht dargestellt).
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- 1
- Floatbadwanne
- 2a,
b
- Seitenwand
- 3
- Bodenwand
- 4a
- Vorderwand
- 4b
- Rückwand
- 5
- Rinne
- 6
- Fuge
- 7
- Einlaufabschnitt
- 8
- Endabschnitt
- 9
- Wall
- 10
- Bodenwandstein
mit Facette
- 10'
- Bodenwandstein
ohne Facette
- 11
- Deckfläche
- 12
- Bodenfläche
- 13
- Stirnfläche
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Seitenfläche
- 16
- Seitenfläche
- 17
- Facette
- 18
- Kante
- 18a,
18b
- Facettenkante
- 30
- Absaugvorrichtung
- 31
- Saugrüssel
- 32
- Verbindungsrohr
- 35
- Pumpe
- 36
- Auslassrohr
- 40
- Senke
- 101
- 1.
Bay
- 102
- 2.
Bay
- 103
- 3.
Bay
- 104
- 4.
Bay
- 105
- 5.
Bay
- 106
- 6.
Bay
- 107
- 7.
Bay
- 108
- 8.
Bay