DE10307588B4

DE10307588B4 - Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche von Ausheberollen (Lift-out-Rollen) einer Floatanlage zum Herstellen eines gefloateten Glasbandes

Info

Publication number: DE10307588B4
Application number: DE10307588A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lautenschläger; Helmut Apel; Klaus Schneider
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2003-02-22
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-02-23
Also published as: TW200304902A; KR20030074259A; DE10307588A1

Abstract

Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche von Ausheberollen einer Floatanlage zum Herstellen eines gefloateten Glasbandes, mittels Reinigungblöcken, wobei die Ausheberollen das gefloatete Glasband am Ende des Floatbades von der Oberfläche des Zinnbades abziehen und auf ihrer Oberseite weitertransportieren, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Unterseiten der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) Reinigungsblöcke (20) abstützen, die aus einer Mischung aus hexagonalem BN mit feinstgemahlenen Hartstoffen bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche von Ausheberollen (Lift-out-Rollen) einer Floatanlage zum Herstellen eines gefloateten Glasbandes, wobei die Ausheberollen am Ende des Floatbades das Glasband von der Oberfläche des Zinnbades abziehen und auf ihrer Oberseite weitertransportieren. Dabei wird in einer Abhebebox das Glasband mittels 2 oder 3 Ausheberollen von der Zinnfläche des Floatbades abgezogen. Das Glasband trägt an der Unterseite daher Zinn und Oxide des Zinns (SnO, SnO₂). Beim Kontakt der Unterseite des Glasbandes mit der Oberfläche der Ausheberollen kommt es zur Kontamination der Ausheberollen mit dem Zinn und den Zinnoxiden (Dross).

Üblicherweise besteht der Rollenkörper der Ausheberolle aus hitzebeständigem Stahl. Partikel aus Zinn und/oder Zinnoxiden (Dross) bleiben infolge der Ad häsionskräfte an der Oberfläche der Rollenkörper haften. Es bilden sich Legierungen aus den Bestandteilen des Rollenkörpers (Eisen, Chrom, Nickel) und dem anhaftenden Zinn und/oder den Zinnoxiden. Diese Legierungsbildung tritt umso schneller ein, je höher die Temperaturen in der Abhebebox sind.

Die Zinnadhäsion, die Legierungsbildung und die Oxidation führen zu Ablagerungen und einer lokalen Korrosion der Oberfläche des Rollenkörpers. Diese Defekte auf der Oberfläche des Rollenkörpers der Ausheberolle führen zu Glasfehlern, wie Kratzern, Roller-Imprints, Mikrorissen usw..

Normalerweise wird versucht, diese Ablagerungen auf dem Rollenkörper mittels Drahtbürsten von der Oberfläche der Ausheberolle zu entfernen. Dies ist aber zumeist nicht sehr effektiv. Wenn die Glasfehler auf der Unterseite des Glasbandes infolge der Kontamination von Zinn und Zinnoxiden zunehmen, müssen die Ausheberollen gewechselt werden.

Eine Verbesserung in der Qualität des gefloateten Glasbandes kann durch Verwendung von Ausheberollen mit einem Rollenkörper aus Keramik erreicht werden. Dabei wird insbesondere schlickergegossene und gesinterte Kieselglaskermaik (Fused Silica) verwendet. Diese Kieselglaskeramik ist inert gegen Zinn und Zinnoxide, so dass keine Legierungsbildung stattfindet. Außerdem reagiert die Kieselglaskeramik nicht mit Schwefel und Schwefelverbindungen. Derartige Ausheberollen mit einem Rollenkörper aus Kieselglaskeramik und einer durchgehenden Rollenachse aus hitzebeständigem Stahl sind aus der JP 07-069657 A und der JP 07-069658 A bekannt.

Wie die JP 2000-154028 A zeigt, sind auch Ausheberollen bekannt, bei denen der aus Kieselglaskeramik bestehende Rollenkörper eine Beschichtung aus einer anorganischen, nichtmetallischen Substanz trägt.

Ein Nachteil der Ausheberollen aus einem keramischen Rollenkörper ist die geringe mechanische Beständigkeit gegen Reinigungsgeräte (mechanische Bürsten, Kratzer, Schaber usw.). Die Oberfläche derartiger Ausheberollen wird deshalb üblicherweise durch angepresste Blöcke aus Graphit von anhaftenden Fremdbeständigkeiten kontinuierlich abgereinigt, wie dies beispielsweise die JP 11-335 127 A beschreibt. Die Graphitblöcke werden von unten mittels Federkraft gegen die Ausheberollen gedrückt. Der Nachteil von Graphit ist die ungenügende thermische Beständigkeit in oxidierender Atmosphäre. Ab 600° C beginnt die Oxidation des Kohlenstoffes. Der Graphit "verbrennt". Insbesondere beim Floaten von Spezialgläsern mit einem hohen Strain Point sind Temperaturen > 700° C an den Ausheberollen erforderlich. Die Standzeit der Graphit-Reinigungsblöcke ist sehr gering. Die geringe Oxidationsbeständigkeit des Graphits erlaubt auch nicht den Einsatz von "Carbon" für die Rollenkörper, wie in der JP 11-302029 A vorgeschlagen wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein kontinuierliches Abreinigen der Oberfläche der Ausheberollen erlaubt, dabei aber die Rollenoberfläche mechanisch nicht beschädigt. Außerdem soll sichergestellt sein, dass auf der Rollenoberfläche und der Unterseite des Glasbandes keine schädlichen Rückstände hinterlassen werden und eine Temperaturbeständigkeit > 600 bis 800° C gegeben ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass sich an den Unterseiten der Ausheberollen Reinigungsblöcke abstützen, die aus einer Mischung aus hexagonalem BN mit feingemahlenen Hartstoffen, wie SiC, ZrO₂ und/oder Al₂O₃ bestehen.

Das hexagonale BN (Bornitrid) besitzt Graphitstruktur und ähnelt in seinen mechanischen und thermischen Eigenschaften dem Graphit. Die maximale Einsatztemperatur von hexagonalem BN an Luft beträgt 1000° C. BN zählt wegen der relativ geringen Härte (2300 nach Knoop, Vickers-Härte ca. 20) nicht zu den Hartstoffen. Bornitrid (BN) kann daher die Oberfläche der Ausheberollen, die aus Edelstahl oder Kieselglaskeramik besteht, nicht beschädigen. Wegen der geringen Härte von BN ist die Reinigungswirkung allerdings kleiner als beim Graphit. Es wird daher ein Material benötigt, das die thermischen Eigenschaften des hexagonalen BN und die mechanischen Eigenschaften des Graphits aufweist. Ein solches optimiertes Material für die Reinigungsblöcke ist mit der Mischung aus hexagonalem BN mit feinstgemahlenen Hartstoffen, wie SiC, ZrO₂ und/oder Al₂O₃, gefunden.

Je nach Art und Anteil der feinstgemahlenen Hartstoffe kann die Verschleißfestigkeit der Ausheberollen definiert eingestellt werden. Dabei muss die Verschleißfestigkeit der Reinigungsblöcke kleiner sein als die der Rollenkörper, aber groß genug, um eine ausreichende Abreinigung der Oberfläche der Rollenkörper zu erreichen.

Um die Abreinigung gleichmäßig aufrechtzuerhalten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Reinigungsblöcke unter Spannung einer Druckfeder an der Unterseite der Ausheberollen anliegen. Dabei kann zum Erreichen einer ausreichend großen Reinigungsfläche zusätzlich vorgesehen sein, dass die Anlagefläche der Reinigungsblöcke an die gewölbte Umfangsfläche der Ausheberollen angepasst ist.

Der Aufbau der Reinigungsblöcke ist vorteilhafterweise so, dass sie aus einem Graphit-Grundkörper und einem Einsatz aus hexagonalem BN mit den Hartstoffen bestehen, der der Ausheberolle zugekehrt in den Graphit-Grundkörper eingesetzt ist.

Einsatz und Grundkörper werden dadurch zu einem Reinigungsblock zusammengesetzt, dass der Einsatz mittels einer Nut-Federverbindung, insbesondere Schwalbenschwanzverbindung mit dem Graphit-Grundkörper verbunden ist, wobei die Verbindung in Achsrichtung der Ausheberollen ausgerichtet ist.

Da die Breite des Glasbandes doch beachtlich groß sein kann, wird aus Herstellungsgründen vorgesehen, dass in Achsrichtung der Ausheberollen mehrere Reinigungsblöcke nebeneinander angeordnet sind.

Eine besonders geeignete Mischung für die Einsätze der Reinigungsblöcke besteht aus 50 Gew. % hexagonalem BN, 10 Gew. % SiC und 40 Gew. % ZrO₂ und ist durch Heißpressen oder heißisostatischem Pressen zu einem Formkörper hergestellt.

Ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reinigungsblöcke in einer Halterung mittels Druckfedern abgestützt sind und dass die Halterung mit dem Reinigungsblock mittels einer Stelleinrichtung vertikal in Richtung der Unterseite der Ausheberolle verstell- und arretierbar ist, dann können die Reinigungsblöcke nach Abnutzung entsprechend nachgestellt werden. Die Ausheberollen bestehen nach wie vor aus einem auf einer Stahl-Rollenachse aufgesetzen Rollenkörper aus hitzebeständigem Stahl oder aus Keramik, wie schlickergegossener und gesinterter Kieselglaskeramik (Fused Silica).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Reinigungsblöcken aus einer Mischung aus hexagonalem BN mit feinstgemahlenen Hartstoffen, wie SiC, ZrO₂ und/oder Al₂O₃ hat gegenüber einem Reinigungsblock aus Graphit wesentliche Vorteile. Zum einen wird eine Oxidationsbeständigkeit bis 1000° C und eine höhere Verschleißfestigkeit erreicht. Die Reinigungswirkung an der Oberfläche der Ausheberollen wird verbessert, ohne jedoch eine Beschädigung der Oberfläche des Rollenkörpers befürchten zu müssen, so dass Glasfehler durch Defekte der Oberfläche des Rollenkörpe zu vermeiden sind.

Zudem bildet sich auf der Oberfläche der Ausheberollen ein dünner Film aus den Materialien des Reinigungsblockes, d.h. des Einsatzes mit der neuen Materialmischung. Dieser Film wird von der Glasschmelze nicht benetzt und wirkt daher als Schutzschicht für die Ausheberollen, d.h. deren Rollenkörper.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Teilansicht, die sich im Bereich einer Ausheberolle über einen Teil der Breite des Floatbades erstreckt,
2 einen Teillängsschnitt durch den Übergangsbereich vom Floatbad zu der Aushebeeinrichtung,
3 einen Reinigungsblock mit einem Einsatz aus einer Materialmischung nach der Erfindung, der mit einem Grundkörper aus Graphit verbunden ist,
4 und 5 in zwei um 90° verdrehten Ansichten einen zusammengesetzten Reinigungsblock, bei dem der Einsatz über eine Schwalbenschwanzverbindung mit dem Grundkörper aus Graphit verbunden ist.
Bei der Herstellung von Floatglas nach dem Floatverfahren ist es üblich, das Glas in einer Glasschmelzwanne zu erschmelzen, zu läutern und in einem Speiserkanal mit einstellbaren Einstellschiebern (Tweel) über einen Überlaufstein dem Floatbad 30 zuzuführen, wobei die Glasschmelze auf die Oberseite eines Zinnbades gelangt.
An das Floatbad 30 schließt sich eine Aushebeeinrichtung mit Ausheberollen 10, 10.1, 10.2 und 10.3 (1 und 2) an, die das gefloatete Glasband von der Oberfläche 31 des Zinnbades abziehen und über ihre Oberseiten weitertransportieren. Dabei kann eine Ausheberolle (Liftoutroller) 10, 10.1, 10.2 und 10.3 eine Rollenachse 11 aus Stahl aufweisen, die über ihre Enden 12 in Drehbewegungen versetzt werden. Die Rollenachse 11 trägt einen Rollenkörper, bestehend aus hitzebeständigem Stahl, beispielsweise aus Edelstahl oder Keramik, beispielsweise schlickergegossener und gesinterter Kieselglaskeramik.
Die Aushebeeinrichtung weist, wie 2 zeigt, drei Ausheberollen 10.1, 10.2 und 10.3 auf, deren Oberseite über die Oberfläche 31 des Zinnbades eingestellt ist. Dabei ist unterhalb jeder Ausheberolle eine Reinigungseinrichtung angeordnet, die in Achsrichtung der Ausheberolle aus mehreren, aneinandergereihten Reinigungsblöcken 20 besteht. Diese Reinigungsblöcke 20 werden mittels Druckfedern 25 unter Spannung an der Unterseite der Ausheberollen 10.1, 10.2 und 10.3 gehalten, um eine ausreichende Reinigungswirkung zu erhalten. Die Reinigungsblöcke 20 sind dabei in einer Halterung 13 festgelegt, an der sich die Druckfedern 25 abstützen. Die Halterung 13 mit den Reinigungsblöcken 20 kann über eine Stelleinrichtung 14, 15 vertikal verstellt und nachjustiert werden. Dabei kann das abgereinigte Gut gesammelt und abgeführt werden.
In den 1 und 2 sind nur die Teile mit Bezugszeichen versehen, die zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Bedeutung sind. Die Auslegung und Anordnung der übrigen Teile der Floatanlage sind in bekannter Weise vorgenommen.
Der Reinigungsblock 20 kann aus einem Grundkörper 22 aus Graphit und aus einem aus der neuen Materialmischung hergestellten Einsatz 21 zusammengesetzt sein, wie 3 zeigt. Dabei kann die Verbindung des Einsatzes 21 mit dem Grundkörper 22 durch eine Nut-Federverbindung 23 erfolgen, deren Verbindungsrichtung (Einschieben) parallel zur Rollenachse 11 der Ausheberolle 10, 10.1, 10.2 bzw. 10.3 gerichtet ist.
Wie die beiden Ansichten nach 4 und 5 zeigen, kann der Einsatz 21 auch über eine Schwalbenschwanzverbindung 24 mit dem Grundkörper 22 verbunden sein. In jedem Fall kann sich durch die Wahl der Verbindungsrichtung der Einsatz 21 nicht vom Grundkörper 22 lösen, wenn die Ausheberolle 10, 10.1, 10.2 bzw. 10.3 eine Zugkraft entgegen der Richtung des bewegten Glasbandes auf die Einsätze 21 ausübt.
Der gesamte Reinigungsblock braucht daher nicht vollständig aus der neuen Materialmischung hergestellt zu werden. Es genügt ein Bruchteil des Gesamtvolumens, wie die den Unterseiten der Rollenkörper zugekehrten Einsätze der Ausheberollen 10.1, 10.2 und 10.3 zeigen.
Entscheidend bei der neuen Vorrichtung ist die Materialwahl für die Einsätze 21 der Reinigungsblöcke 20. Dabei ist noch zu erwähnen, dass auch nur Reinigungsblöcke 20 in der Größe und Form der Einsätze 21 verwendet werden können, die dann aus der neuen Materialmischung hergestellt sind. Als besonders gut geeignet hat sich eine Materialmischung aus 50 Gew. % hexagonalem Bornitrid (BN) mit feinstgemahlenen Hartstoffen, wie SiC, ZrO₂ und/oder Al₂O₃, insbesondere 10 Gew. % SiC und 40 Gew. % ZrO₂ erwiesen, die zu einem Formkörper heißgepresst ist.

Claims

Vorrichtung zum Reinigen der Oberfläche von Ausheberollen einer Floatanlage zum Herstellen eines gefloateten Glasbandes, mittels Reinigungblöcken, wobei die Ausheberollen das gefloatete Glasband am Ende des Floatbades von der Oberfläche des Zinnbades abziehen und auf ihrer Oberseite weitertransportieren, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Unterseiten der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) Reinigungsblöcke (20) abstützen, die aus einer Mischung aus hexagonalem BN mit feinstgemahlenen Hartstoffen bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsblöcke (20) unter Spannung einer Druckfeder (25) an der Unterseite der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) anliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche der Reinigungsblöcke (20) an die gewölbte Umfangsfläche der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsblöcke (20) aus einem Graphit-Grundköper (22) und einem Einsatz (21) aus hexagonalem BN mit den Hartstoffen bestehen, der der Ausheberolle (10, 10.1, 10.2, 10.3) zugekehrt in den Graphit-Grundköper (2) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (21) mittels einer Nut-Federverbindung (23), insbesondere Schwalbenschwanzverbindung (24) mit dem Graphit-Grundkörper (22) verbunden ist, wobei die Verbindung in Achsrichtung der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Achsrichtung der Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) mehrere Reinigungsblöcke (20) nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffe SiC, ZrO₂ und/oder Al₂O₃ aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (21) der Reinigungsblöcke (20) aus einer Mischung aus 50 Gew. % hexagonalem BN, 10 Gew. % SiC und 40 Gew. % ZrO₂ durch Heißpressen oder heißisostatisches Pressen hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsblöcke (20) in einer Halterung (13) mittels Druckfedern abgestützt sind und dass die Halterung (13) mit dem Reinigungsblock (20) mittels einer Stelleinrichtung (14, 15) vertikal in Richtung der Unterseite der Ausheberolle (10, 10.1, 10.2, 10.3) verstell- und arretierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausheberollen (10, 10.1, 10.2, 10.3) einen auf einer Stahl-Rollenachse (11) aufgebrachten Rollenkörper aus hitzebeständigem Stahl oder aus Keramik, wie schlickergegossener und gesinterter Kieselglaskeramik (Fused Silica) aufweisen.