DE10213918B3 - Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in Schmelzanlagen und angepaßte Schmelzanlage - Google Patents

Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in Schmelzanlagen und angepaßte Schmelzanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in kontinuierlich betriebenen Schmelzanlagen, welches eine wesentlich verkürzte Umschmelzzeit und damit niedrigere Kosten aufweist, bei welchem keine Einbußen bei der Glasqualität auftreten.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in kontinuierlich betriebenen Schmelzanlagen, insbesondere für aggressive hochreine und/oder hochschmelzende Gläser, sowie auf eine dafür angepaßte Schmelzanlage.
  • Bislang wurde versucht, möglichst jedes darzustellende (Spezial-)Glas in einer separaten Schmelzanlage zu erschmelzen. Bei der recht hohen Anzahl verschiedenartigster Gläser und sehr unterschiedlichen Schmelzmengen ergibt sich eine große Anzahl an Schmelzanlagen, für die jeweils eine entsprechende "Infrastruktur" erforderlich ist. Solche Schmelzanlagen sind häufig nicht ausgelastet.
  • An sich wäre es kostengünstiger, nur eine einzige Schmelzanlage für verschiedenartige Gläser zu betreiben. Diese Schmelzanlage hätte eine deutlich verbesserte Auslastung.
  • Konventionelle Glaswechsel (i.a. Umschmelzen) in einer Schmelzanlage zeigen Probleme, da die Gläser sowohl in ihrer Zusammensetzung als auch in ihren physikalischen Eigenschaften oft größere Unterschiede aufweisen. Ein besonderes Problem beim Umschmelzen zweier Gläser besteht unter anderem in dem Dichteunterschied zwischen dem Ausgangsglas A und dem Zielglas B. Die Dichteunterschiede verzögern das Umschmelzen. Aus der Literatur ist bekannt, dass größere Dichtedifferenzen zwischen Ausgangslas A und Zielglas B zu Entmischungen in der Schmelzwanne führen. Besonders kritisch ist dabei das Umschmelzen von einem schwereren auf ein leichteres Glas, da die Gefahr besteht, dass das neue Glas einfach über dem alten Glas schwimmt. Die Folge sind extrem verlängerte Umschmelzvorgänge, da das alte Glas A nicht ausreichend schnell aus dem Tiegel ausgetragen wird.
  • Ein weiteres Problem beim Umschmelzen ergibt sich, wenn das Ausgangsglas A und das Zielglas B stark unterschiedliche chemische Zusammensetzungen aufweisen bzw. unterschiedlichen „Glasfamilien„ angehören. Auch hier kann es zu Entmischungs- und/oder Entglasungs- (Kristallisations-)Vorgängen kommen, die im schlimmsten Falle das Umschmelzen nicht nur verzögern, sondern unmöglich machen.
  • Eine mögliche Umgehung bzw. Verkleinerung der eben geschilderten Umschmelzprobleme könnte darin bestehen, die Wanne einfach abzulassen und wieder mit Zielglas vollzuschmelzen. Ein Ablassen von heißer Glasschmelze aus der Wanne birgt jedoch Gefahren, die aus Arbeitssicherheitsgründen vermieden werden sollten. Zum anderen sind besonders bei hochreinen Gläsern die Reinheitsanforderungen so hoch, dass selbst geringe zurückbleibende Glasrelikte des Ausgangsglases A im Zielglas B nicht geduldet werden können.
  • Konventionell werden aggressive Gläser mit der Anforderung an hohe Reinheit kontinuierlich in Platinwannen geschmolzen, die eine Einschmelzwanne, eine Läuterungswanne und eine Homogenisierungseinheit enthalten. Diese Schmelztechnologie ist aufgrund der hohen Kosten des Edelmetalls, der kurzen Standzeiten solcher Platinaggregate und wegen mangelnder Flexibilität nachteilig. Neben Platineinschmelzaggregaten wird in den eingangs erwähnten separaten Schmelzanlagen auch der sogenannte Skulltiegel verwendet, der aus wassergekühlten, beabstandet zueinander angeordneten Metallrohren aufgebaut ist und in dem die Schmelze mittels Induktionspulen, die den Tiegel umgeben, durch Einstrahlung von Hochfrequenzenergie beheizt wird. Solche Einschmelzaggregate haben den Vorteil, dass sich im Randbereich des Tiegels durch die Wasserkühlung zwangsweise eine Glaskruste als Schutzschicht aus arteigenem Material ausgebildet, so dass die Schmelze in Form eines "arteigenen Tiegels" umgeben und somit vor Verunreinigungen geschützt wird.
  • Ein Glaswechsel bzw. das Umschmelzen von Gläsern mit einem solchen Skulltiegel wird in der Literatur nicht erwähnt. Wenn man in einem Skulltiegel die konventionell durchgeführten Umschmelzverfahren ausführen will, hat man zu bedenken, dass die Glaskruste des Tiegels wenigstens in Teilen durch das Zielglas ersetzt werden muss, was den Umschmelzvorgang stark verlängert.
  • Die Zusammensetzung des Zielglases wird im praktischen Betrieb laufend überwacht und eingeregelt, um die gewünschte Spezifikation des Glases einzuhalten. Gerade bei hochspezifischen Gläsern kann dieser Einregelprozess sehr lange dauern, beispielsweise vier Tage Umschmelzzeit, was mit erheblichen Kosten wegen des verlorenen Zwischenglases einhergeht.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in Schmelzprozessen zu schaffen, welches eine wesentlich verkürzte Umschmelzzeit und damit niedrigere Kosten aufweisen kann, und zwar ohne Einbußen bei der Glasqualität.
  • Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruches 1 beziehungsweise 5 gelöst und durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.
  • Die bei der Erfindung verwendete Schmelzanlage enthält gewöhnlich eine Schmelzbühne mit der gesamten Medienversorgung und -entsorgung, ein Einschmelzaggregat, ein Läuterungsaggregat und eine Homogenisierungs- und Konditionierungseinheit. Das eigentliche Einschmelzaggregat (der Skulltiegel) kann aus der Schmelzanlage herausgenommen werden. Ein weiteres Einschmelzaggregat, das im wesentlichen mit kaltem Zielglas B gefüllt ist, wird gegen das Einschmelzaggregat mit dem Ausgangsglas A ausgetauscht.
  • Die Erfindung beruht unter anderem darauf, dass sich ein Skulltiegel, gefüllt mit kaltem Zielglas, durch eine anfängliche Zusatzbeheizung an einem Fleck mit einem Brenner aufheizen und in einen leitfähigen Zustand bringen lässt. Dieser Schmelzfleck läßt sich in ein Hochfrequenzfeld einkoppeln und wird so direkt induktiv beheizt und erweitert. So lässt sich sofort Glas mit hoher Qualität erschmelzen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens, mit dem ein sehr schnelles Umschmelzen, insbesondere hochreiner, aggressiver und hochschmelzender Gläser, möglich wird.
  • Vorzugsweise wird im fliegenden Wechsel zwischen Ausgangsglas und Zielglas gearbeitet. Hierzu beginnt der Umschmelzprozess damit, dass der Glasstand in der gesamten Schmelzanlage möglichst weit abgesenkt wird. Aus der Homogenisierungs- und Konditionierungseinheit kann das Glas meist vollständig abgelassen werden. Damit erreicht man in den gesamten verbleibenden Anlagenteilen (Läuterungsaggregat, Homogenisierungs- und Konditionierungseinheit) ein Minimum an verbleibendem Restglas. Anschließend wird der Hochfrequenz-Generator, der das Einschmelzaggregat beheizt, ausgeschaltet. Das Einschmelzaggregat (Skulltiegel) ist mediengekühlt. Bevorzugt wird die Medienkühlung so konstruiert, dass das Einschmelzaggregat während des gesamten Wechselvorganges keine Unterbrechung der Kühlung erfährt. Das wird erreicht, indem die Kühlmedienversorgung des Einschmelzaggregates unmittelbar nach dem Abschalten der Hochfrequenzenergie gewechselt wird. Dazu wird die Kühlmedienversorgung für den Schmelzbetrieb auf eine flexible Kühlmedienversorgung für den Abkühlvorgang des Einschmelzaggregates umgeschaltet. Mit der flexiblen Kühlmedienversorgung kann das Einschmelzaggregat innerhalb der Schmelzanlage auf einen dafür vorgesehenen Abkühlplatz transportiert und dort auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Zeitgleich kann das neue Einschmelzaggregat in die Schmelzanlage eingebaut und an die Kühlmedienversorgung für den Schmelzbetrieb angeschlossen werden.
  • Ebenso wie die Kühlmedienversorgung sind auch die elektrischen Anschlüsse der Hochfrequenz-Spule und der Thermoelemente im Einschmelzaggregat so gestaltet, dass diese schnell gelöst werden können.
  • Die Anschlüsse der Bubblinggasversorgung können ebenfalls schnell gelöst werden. Auch der Anschluss des Einschmelzaggregates zum Läuterungsaggregat ist so gestaltet, dass ein schnelles Lösen der Verbindung möglich ist. Es hat sich überraschend gezeigt, dass zwischen mediengekühlten Skullbauteilen und Platinaggregaten bis zu deren maximaler Einsatztemperatur ein Zusammenpressen durch eine Klemmverbindung der Übergangsbauteile ausreicht, um die Dichtheit gegenüber schmelzflüssigem Glas zu gewährleisten.
  • Diese Dichtwirkung beruht auf der Skullkruste, die sich bis in den Übergangsbereich zwischen Skulltiegel und Platin-Bauteil aus erstarrtem Glas bzw. Kristall ausbildet.
  • An den freigewordenen Einschmelzplatz wird ein Einschmelzaggregat (Skulltiegel) mit dem Zielglas B eingebaut. Dieses Einschmelzaggregat wird an die Kühlmedienversorgung angeschlossen, die Hochfrequenz-Spule wird an den Generator angeschlossen, die Klemmverbindung zur nachfolgenden Schmelzeinheit wird angebracht und man schließt alle benötigten Thermoelemente an. Nach diesen Arbeiten kann der Aufschmelzvorgang für das Zielglas beginnen. Durch eine Zusatzbeheizung eines Brenners wird ein Schmelzsee auf dem kalten Glas erzeugt. In diesen Schmelzsee kann das Hochfrequenzfeld einkoppeln, so dass ein Aufheizen des festen Glases erfolgt. Mit der Erhöhung der Temperatur der Schmelze wird es auch möglich, immer mehr Leistung aus dem HF-Feld in dem Tiegel zu absorbieren. Innerhalb weniger Stunden (je nach Glassorte) ist der gesamte Tiegelinhalt aufgeschmolzen. Die nachfolgenden glasführenden Bauteile können während der Aufschmelzphase des neuen Zielglases auf Betriebstemperatur gebracht werden. Sind im Einschmelzaggregat und in den nachfolgenden Aggregaten die Betriebsbedingungen erfüllt, beginnt der Prozess mit dem Zielglas B. Dadurch, dass nur geringe Restmengen des Ausgangsglases A in dem Schmelzaggregat vorhanden sind, kann nach einer kurzen Einlaufphase die Produktion des Zielglases beginnen.
  • Gemäß der Erfindung steht für jedes zu erschmelzende Glas lediglich ein Einschmelzaggregat (Skulltiegel) zur Verfügung. In der bevorzugten Version gibt es eine Sammlung von Skulltiegeln mit den zu produzierenden Gläsern, die gelagert werden. Beim Umschmelzprozess geht kein Glas verloren. Das eingefrorene Glas im Skulltiegel steht für einen nächsten Schmelzprozess mit dieser Glaszusammensetzung wieder zur Verfügung.
  • Dies ist insbesondere bei Gläsern mit sehr teuren Gemengen mit kleinen Losgrößen vorteilhaft. Mit diesem Verfahren wird es möglich kleine Mengen an sehr hochwertigem Glas quasikontinuierlich zu fertigen. Dadurch wird die Herstellung dieser Gläser in vielen Fällen erstmalig wirtschaftlich sinnvoll, wodurch auch neue Heißformgebungsmethoden möglich werden, die bisher nur für einen kontinuierlichen Produktionsprozess wirtschaftlich waren. Dies sind insbesondere Verfahren, bei welchen die Auslastung der Heißformgebungsmaschinen nur bei einer kontinuierlichen Heißformgebung sinnvoll war.
  • Da Skulltiegel üblicherweise aus Edelstahl, Kupfer oder Aluminium bestehen, haben diese einen wesentlich geringeren Materialwert als die konventionellen Platintiegel. Somit ist es aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll, eine Anzahl von Einschmelzaggregaten für die Spezialgläser aufzubauen, die mit dem jeweiligen Spezialglas eingelagert werden und für einen weiteren Schmelzprozess mit dem Glas zur Verfügung stehen.
  • Auch ein kombiniertes Verfahren, bei dem man für ähnliche Glasfamilien, die leicht aufeinander umgeschmolzen werden können, mit einem gemeinsamen Skulltiegel arbeitet, ist möglich.
  • Indem man zur Erzielung einer bestimmten Glasspezifikation von einem Skulltiegel ausgeht, in welchem bereits Glas dieser Spezifikation enthalten ist, benötigt man keinen langen Suchvorgang, um von der zuvor produzierten Ausgangsspezifikation über Änderungen der Zusammensetzung des zugeführten Glasgemenges zu der gewünschten Spezifikation zu gelangen. Man hält sich eine bestimmte Anzahl von Tiegeln, von denen jeder eine bestimmte Glaszusammensetzung aufweist, wobei die Verwendung von Skulltiegeln deshalb vorteilhaft ist, weil diese kostengünstig herzustellen sind und das erschmolzene Glas wenig anfällig für Verunreinigungen aus den Tiegelwänden ist. Nach einer gewissen Anheizzeit mit einer Fremdquelle wird ein Hochfrequenzfeld an die erreichte Schmelze in dem Tiegel angekoppelt, um den Schmelzvorgang weiter zu treiben. Diese Art der Aufheizung der Glasschmelze ist hinsichtlich der Glaszusammensetzung neutral, was insbesondere bei aggressiven Gläsern erwünscht ist. Die Skulltiegel können ein relativ kleines Schmelzvolumen von beispielsweise fünfzig oder siebzig Liter aufweisen und man kann mit solchen Tiegeln relativ große Durchsätze von beispielsweise einer Tonne pro Tag erzielen.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematisierte Seitenansicht einer Schmelzanlage,
    • 2 ein Einschmelzaggregat gemäß Erfindung von oben, 3 das Einschmelzaggregat von der Seite gesehen,
    • 4 eine Bauteilverbindung bei einer Schmelzanlage und 5 eine Einzelheit der Schmelzanlage, von oben gesehen.
  • 1 zeigt die Hauptkomponenten einer Glasschmelzanlage, nämlich ein Einschmelzaggregat 2, eine diesem vorgeschaltete Einlegemaschine 1, ein dem Einschmelzaggregat nachgeschaltetes Läuterungsaggregat 3, eine daran angeschlossene Homogenisierungseinheit 4 und eine Konditioniereinheit 5. Die Schmelzanlage besitzt einen stationären Teil, der als Gerüst 6 bezeichnet wird und in welchem zentrale Kühlmittelkreisläufe für den Vorlauf 7 und für den Rücklauf 8 vorgesehen sind. Das Gerüst bildet zwei gleich ausgebildete Aufnahmestellen 9 und 10 für das Einschmelzaggregat 2 und das Läuterungsaggregat 3. Die Aufnahmestellen 9 und 10 weisen jeweils stationäre Anschlussstellen 11 für den Kühlmittelvorlauf und stationäre Anschlussstellen 12 für den Kühlmittelrücklauf auf. Der Ausdruck „stationäre„ ist hier relativ zu verstehen, Anpassungsbewegungen zu entsprechenden Kupplungen von Kühlmittelanschlüssen 21, 22 des Einschmelzaggregates 2 sind möglich.
  • Die 2 und 3 zeigen ein Einschmelzaggregat in schematischer Darstellung von oben und von der Seite. Die Kühlmittelanschlüsse 21 und 22 sitzen an einem Unterteil oder Anschlussfuß 23, in welchem sich Verteilkanäle 27 des Kühlmittelvorlaufes und Verteilkanäle 28 des Kühlmittelrücklaufes erstrecken. Der Kühlmittelvorlauf 27 weist noch einen weiteren Anschluss 25 für eine flexible Kühlmittelvorlaufleitung und der Kühlmittelrücklauf 28 einen weiteren Anschluss 26 für eine flexible Kühlmittelrücklaufleitung auf. Als weiterer Leitungsanschluss kann ein Anschluss 24 für Bubbling-Gas vorgesehen sein. Die Anschlüsse 21, 22, 24, 25, 26 sind mit Absperrventilen versehen, wie bei 29 in 3 angedeutet, und das gleiche gilt hinsichtlich der zugeordneten ortsfesten Anschlüsse, von denen die Anschlüsse 11 und 12 in 1 angedeutet sind. Die Absperrventile werden beim Austausch von Einschmelzaggregaten benötigt, wie noch erläutert wird.
  • Das Einschmelzaggregat 2 weist als hauptsächlichsten Bestandteil einen Skulltiegel 30 auf, der hauptsächlich aus kühlmitteldurchflossenen Rohrschlangen besteht, die sich in dem Mantel 31 und dem Boden 32 des Skulltiegels erstrecken. Die Kühlschlangen sind über Stichleitungen 33, 34 mit dem Kühlmittelvorlauf 27 bzw. Stichleitungen 35, 36 mit dem Kühlmittelrücklauf 28 verbunden. An dem Mantel 31 ist ein kanalartiger Überlauf 37 vorgesehen, an den das Läuterungsaggregat 3, oder bei dessen Fortfall die Homogenisierungseinheit 4 angeschlossen sind. Der Skulltiegel 30 wird mit einer Tiegelabdeckung 38 aus feuerfestem Material abgeschlossen, in dem sich eine Öffnung 39 befindet, die zur Beschickung mit Gemenge und zu Aufheizungszwecken dient.
  • Zu dem Skulltiegel 30 gehört eine Hochfrequenzspule 40, welche den zylindrischen Mantel 31 umgibt und Anschlüsse 41 für hochfrequenten Strom aufweist. Die Anschlüsse 41 verfügen über hochfrequenztaugliche Stecker, die mit entsprechenden Gegensteckern kuppelbar sind, die an stationär angeordneten Stromzuführungskabeln sitzen.
  • Das Einschmelzaggregat 2 verfügt noch über eine Reihe von Thermoelementen, die zur Betriebsüberwachung dienen und deren Lage nicht im einzelnen dargestellt wird. Für diese Thermoelemente gibt es eine Anschlusskupplung 42, um die Thermoelemente mit einer stationären Überwachungseinrichtung verbinden zu können bzw. um diese Verbindung zu lösen, wenn das betreffende Einschmelzaggregat 2 außer Betrieb genommen wird.
  • Die Schmelzanlage verfügt noch über einen Startbrenner 45, mit dem eine Gasflamme durch die Öffnung 39 ins Innere des Skulltiegels 30 gerichtet werden kann, um einen Schmelzfleck zu erzeugen, der einen Bereich 46 ausreichender Leitfähigkeit bildet.
  • 4 zeigt den Anschluss des Skulltiegels 30 an das Weiterverarbeitungssystem, welches beispielsweise das Läuterungsaggregat 3 der 1 enthalten kann. Die Bauteilverbindung 50 umfasst einen Flansch 51 mit einem weiterführenden Kanal 52, die aus Platin oder einem äquivalenten Material bestehen. Am Auslasskanal 37 des Skulltiegels ist ein Gegenflansch 53 angebracht, gegen den sich der Flansch 51 des Kanals 52 anlegt. Eine Klemmplatte 54 aus Edelstahl oder dergleichen wird mit Metallschrauben 55 unter Zwischenlage des Flansches 51 gegen den Gegenflansch 53 des Skulltiegels gepresst. Infolge der Kühlung des Skulltiegel-Mantels bildet sich eine Kruste 56 aus Glas, wenn wie dargestellt, eine Glasschmelze 57 sich im Skulltiegel 30 befindet. Diese Kruste dichtet eventuell vorhandene Lücken zwischen den Flanschen 51 und 53 ab.
  • Wenn die Schmelze 57 aus dem Skulltiegel abgelassen wird, verbleibt die Kruste 56 an Ort und Stelle; sie ist jedoch ausreichend zerbrechlich, so dass nach Lösen der Metallschrauben 55 und des Konterflansches 53 der Skulltiegel 30 aus der Schmelzanlage herausgelöst werden kann.
  • 5 zeigt diesen Wechselvorgang in schematischer Darstellung. Es ist eine Verschiebeeinheit 60 vorgesehen, auf welcher der Fuß 23 des Einschmelzaggregates 2 aufruht. Nachdem die Hochfrequenzheizung abgeschaltet worden ist, kann die Kühlung von der Verbindung mit den zentralen Kühlmittelkreisläufen 7, 8 unterbrochen und die Verbindung zu den flexiblen Kühlmittelrücklaufanschlüssen 25, 26 hergestellt werden. Ferner werden die sonstigen Kupplungen der Anschlüsse 24, 41, 42 gelöst, um das Einschmelzaggregat 2 für den Transport vorzubereiten. Daraufhin kann das Einschmelzaggregat auf einen Abkühlplatz 61 verschoben werden. Die frei gewordene Stelle 9 in der Schmelzanlage kann durch ein neues Schmelzaggregat 2 mit einem neuen Zielglas ausgefüllt werden.
  • Anstelle einer Verschiebeeinheit ist es auch möglich, ein Karussell oder Rondell für die Verschiebung der Einschmelzaggregate zu benutzen. In jedem Fall ist es möglich, neben dem Abkühlplatz 61 noch einen Vorbereitungsplatz 62 vorzusehen, um gewisse Vorbereitungsarbeiten für das neu einzusetzende Zielglas vorzunehmen, beispielsweise eine Anwärmung auf Betriebstemperatur mit dem Startbrenner 45 auszuführen. Eine derartige Anlagekonfiguration ermöglicht eine weitere Beschleunigung der Umschmelzzeit.
  • Der Betrieb der Anlage geht wie folgt vor sich: Nachdem die Anlage weitgehend von Ausgangsglas A geleert und der Skulltiegel mit dem Ausgangsglas auf den Abkühlplatz 61 verfrachtet worden ist, wird ein Skulltiegel mit dem Zielglas 8 in die Anlage eingebaut. Für den Fall, dass das Zielglas noch nicht erschmolzen worden ist, beginnt man mit einem Skulltiegel, der mit Scherben und Gemenge der gewünschten Zusammensetzung aufgefüllt wird. Es werden dann die notwendigen Anschlüsse für das Kühlmittel, die Stromversorgung und die Überwachungssensoren hergestellt. Sofern nicht bereits vorher geschehen, wird das Einschmelzaggregat örtlich mit dem Gasbrenner 45 vorgeheizt, um einen Schmelzsee zu erzeugen, der einen Bereich 46 ausreichender Leitfähigkeit des Glases bildet, um in diesem Bereich elektrische Energie einzukoppeln. Diese Einkopplung der elektrischen Heizenergie erfolgt mit der Hochfrequenzspule 40. Die zugeführte Energie bringt allmählich den gesamten Inhalt des Skulltiegels 30 zum Aufschmelzen, bis auf Randbereiche, die infolge der Kühlung gewissermaßen als Tiegelwände stehenbleiben. Mit der Einlegemaschine 1 wird neues Gemenge zugegeben und im Skulltiegel eingeschmolzen. Dadurch steigt der Schmelzpegel an und die Schmelze fließt über die Abflussrinne 37 in das Weiterverarbeitungssystem.
  • Das Weiterverarbeitungssystem kann, wie dargestellt, ein Läuterungsaggregat 3, eine Homogenisierungseinheit 4 und eine Konditionierungseinheit 5 enthalten. Die gesamte Schmelzanlage ist jedoch mit einer großen Flexibilität gestaltet, das heißt es ist eine variable Hintereinanderschaltung von Baueinheiten auf den Anschlussplätzen 9 und 10 möglich. So kann das Einschmelzaggregat zum Schmelzen von Gläsern mit geringeren Anforderungen an die innere Qualität insbesondere der Blasenqualität (z.B. Lotgläser) auch ohne das Läuterungsaggregat 3 betrieben werden. Das Einschmelzaggregat wird dann auf den Platz 10 eingebaut und direkt an die Konditionierungseinheit 5 angeschlossen. Die Einlegemaschine wird auf eine Platte gestellt, welche den Platz 9 überbrückt.
  • Es ist auch möglich, zwei Einschmelzaggregate an den Plätzen 9 und 10 vorzusehen; in solchem Fall haben die Skulltiegel eine in den 2 und 3 nicht dargestellte weitere Zulauföffnung, die normalerweise geschlossen und nur im Betrieb an der Stelle 10 der Anlage geöffnet wird.
  • Als Läuterungsaggregate können, außer der beschriebenen Platinwanne auch Läuterkammern verwendet werden, die auf der Skulltechnologie beruhen. Für diesen Fall sind alle Anschlüsse vorbereitet, die für den Arbeitsplatz 9 beschrieben worden sind.
  • Die miteinander kombinierbaren Bauteile weisen geometrisch den gleichen Unterbau oder Fuß auf. Die Kühlmedienversorung ist bei allen Bauteilen darauf abgestimmt und kann flexibel gehandhabt werden.
  • Anwendungsbeispiel:
  • Besonders interessant ist das Umschmelzen durch Wechsel des Einschmelztiegels bei der Anwendung auf Farbgläser. Bei Farbgläsern ist das Umschmelzen dadurch kompliziert, dass zum einen es sehr lange dauert, bis die Rest des Ursprungsglases aus dem Schmelzaggregat herausgetragen sind, insbesondere von dunklen Gläsern auf helle Gläser. Zum anderen gibt es bei der konventionellen Brennerbeheizung Probleme mit der unterschiedlichen Absorption von Strahlung bei den verschiedenen Farbgläsern. Beim Umschmelzen von Farbgläsern mittels der HF-Technik erwartet man bei ausreichender Leitfähigkeit der Gläser keine signifikanten Unterschiede im Schmelzverhalten, auch wenn die Farbe der Gläser sehr unterschiedlich ist. Durch den Wechsel des Einschmelzaggregates hat man nur wenig Volumen, das ausgetauscht werden muss. Somit erreicht man eine deutliche Verkürzung der Umschmelzzeit.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Wechseln von Glaszusammensetzungen in kontinuierlich betriebenen Schmelzanlagen, umfassend: a) gemäß der Anzahl der herzustellenden Gläser mit der jeweils gewünschten Glaszusammensetzung, den sogenannten Zielgläsern, werden mobile Einschmelzaggregate (2) zur Verfügung gestellt, die mit Kupplungseinrichtungen (21, 22, 24, 25, 26, 41, 42) versehen sind, um an die Schmelzanlage angeschlossen und von dieser abgetrennt werden zu können, wobei die Einschmelzaggregate (2) nach Benutzung noch Glasreste mit dem jeweiligen Zielglas aufweisen, das für den nächsten Schmelzprozess mit diesem oder einem ähnlichen Zielgas wieder zur Verfügung steht; b) das jeweils ausgewählte Einschmelzaggregat (2) wird im Zuge der Schmelzanlage eingesetzt, wobei die Kupplungseinrichtungen (21, 22, 24, 25, 26, 41, 42) des Einschmelzaggregates (2) mit denen der Schmelzanlage verbunden werden, um Glasschmelzbetrieb und Gefäßwandkühlung durchführen zu können, und ein Glasüberlauf (37) wird zu einem Weiterverarbeitungssystem (3, 4, 5) gebildet; c) der Inhalt des in die Schmelzanlage eingesetzten Einschmelzaggregates (2) wird örtlich vorgeheizt, um einen Bereich (46) ausreichender Leitfähigkeit des Glases zu schaffen, in welchem elektrische Energie eingekoppelt werden kann; d) der Glasschmelzbetrieb mit eingekoppelter elektrischer Energie bei gleichzeitiger Gefäßwandkühlung wird aufgenommen; e) der Inhalt des Einschmelzaggregates (2) wird mit Gemenge der Zusammensetzung des Zielglases ergänzt und der Glasschmelzbetrieb gemäß Schritt d) wird fortgesetzt, um Zielglas zu erzeugen und dem Weiterverarbeitungssystem (3, 4, 5) zuzuführen; f) nachdem das Weiterverarbeitungssystem (3, 4, 5) auf Betriebstemperatur gebracht worden ist, werden zielglasfremde Glasreste, wenn vorhanden, im Weiterverarbeitungssystem durch das zugeführte Zielglas fortlaufend verdrängt, bis das Zielglas mit ausreichender Reinheit seiner Zusammensetzung erzielt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) ein Gasbrenner (45) benutzt wird, um einen Schmelzsee als örtlichen Leitfähigkeitsbereich (46) im Glas des Einschmelzaggregates (2) zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) elektrische Hochfrequenzenergie zugeführt wird, die in den örtlichen Leitfähigkeitsbereich (46) eingekoppelt wird, diesen aufheizt und vergrößert, bis der gesamte Inhalt des Einschmelzaggregates (2), außer in dem gekühlten Gefäßwandbereich, aufgeschmolzen ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im fliegenden Wechsel zwischen geschmolzenem Ausgangsglas (A) und kaltem Zielglas (B) gearbeitet wird; wobei das Einschmelzaggregat (2) mit dem Ausgangsglas (A) nach möglichst weitgehender Leerung mit einer beweglichen Gefäßwandkühlung (25, 26) verbunden wird, um mit dieser an einen Abkühlungsplatz (61) verfrachtet zu werden, während das Einschmelzaggregat mit dem Zielglas (B) an die geräumte Stelle (9) in der Schmelzanlage eingesetzt wird.
  5. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: wenigstens ein Einschmelzaggregat (2); zentrale Kühlmittelkreisläufe (7, 8); Mittel (1) zum Beschicken des Einschmelzaggregates mit aufzuschmelzenden Glasbestandteilen der gewünschten Zusammensetzung; sowie ein Weiterverarbeitungssystem, (3, 4, 5) zur Behandlung des aufgeschmolzenen Glases, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Kühlmittelkreisläufe (7, 8) stationäre Anschlussstellen (11, 12) für den Kühlmittelvorlauf (7) und für den Kühlmittelrücklauf (8) aufweisen, eine Anzahl Skulltiegel (30) als mobile Einschmelzaggregate (2) vorgesehen sind, die jeweils mitgeführte Anschlussstellen (21, 22) für Kühlmittelvorlauf (27) und Kühlmittelrücklauf (28) aufweisen, und dass die stationären Anschlussstellen (11, 12) und die mitgeführten Anschlussstellen (21, 22) eines der Skulltiegel im Sinne von Kupplungseinrichtungen miteinander kooperieren, um den Kühlmittelkreislauf zu komplettieren, wenn der Skulltiegel (30) in die Schmelzanlage eingesetzt wird.
  6. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtungen Anschlüsse (25, 26) für flexible Leitungen umfassen, die dem Kühlmedienumlauf nach Abtrennung des betreffenden Skulltiegels (30) von der stationären Schmelzanlage während des Transportes und der Lagerung des betreffenden Skulltiegels dienen.
  7. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtungen elektrische Steckvorrichtungen (41) für eine Hochfrequenzspule (40) des Skulltiegels (30) umfassen.
  8. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtungen elektrische Steckvorrichtungen (42) für Temperatursensoren des Skulltiegels umfassen.
  9. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtungen Schnellspannanschlüsse (24) für Bubblinggas umfassen.
  10. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtungen an einem Unterteil (23) des jeweiligen Skulltiegels angebracht sind, das steckerartig mit wenigstens einer Tiegelaufnahmestelle (9) der stationären Schmelzanlage zusammenwirkt.
  11. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Skulltiegel (30) einen Gegenflansch (53) und eine Klemmeinrichtung (54, 55) aufweist, um einen Flansch (51) eines angeschlossenen Aggregates festzuklemmen und die Klemmung bei Wechsel des Skulltiegels (30) lösen zu können.
  12. Schmelzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Tiegelaufnahmestelle (9) eine Auf- und Abbaustelle (61, 62) für den Skulltiegel (30) vorgesehen sind, die über eine Verschiebeeinheit (60) miteinander verbunden sind, um den jeweiligen Skulltiegel von einer zur anderen Stelle zu verschieben.
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