DE1051465B - Verbesserter Glasschmelzofen - Google Patents

Description

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DEUTSCHES

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INTERNAT. KL. C 03 L·

PATENTAMT

B 40882 IVc /32 a

ANMELDETAG: 30. JUNI 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 26. FEBRUAR 1959

Die Erfindung betrifft verbesserte Glasschmelzofen, wobei mindestens deren Schmelzraum-Innenwandungen aus einem einzigen Stück bestehen.

Für die Herstellung von Glas, Glasuren,· Emailf ritten und Wasserglas (Alkali Silikat) benutzt man zur Aufbereitung Wannenofen, die alle grundsätzlich in derselben Weise arbeiten. Sie bestehen aus nebeneinanderliegenden feuerfesten Steinen oder Blöcken von entsprechender Form. Die so klein wie möglich gehaltenen Zwischenräume werden mit Zement oder Mörtel ausgefüllt. Man geht dabei so vor, daß man die feuerfesten Baustoffe, d. h. Platten, Ziegeln oder Blöcke, vor dem Einbau in den Ofen einem Fertigbrand unterwirft. Im Hinblick darauf, daß die hierzu erforderlichen Fertigungsöfen nur eine begrenzte Größe haben, konnte man bisher nur kleine Glaswannen, d. h. solche, für die die Größe der FertigungsÖien ausreicht, aus einem Stück herstellen. Die vorliegende Erfindung betrifft dagegen große, aus einem Stück gefertigte Glasschmelzofen mit verbesserten Betriebseigenschaften.

Es ist bekannt, daß die zum Stand der Technik gehörenden öfen eine ziemlich begrenzte Lebensdauer von nur etwa 6 bis 15 Monaten besitzen und daß sie im allgemeinen, ungeachtet aller sonstigen, durch fehler- as hafte Ofenführung hervorgerufenen, vorzeitigen Abnutzung, an den Fugen zuerst abzubröckeln beginnen, wodurch immer größere Oberflächen der feuerfesten Steine der gleichzeitigen Einwirkung der Wärme und der Glasbestandteile, vor allem der Alkalien, ausgesetzt werden.

Neben den bereits genannten hat diese' Ofenbauart verschiedene andere Mängel: _

1. Infolge der Notwendigkeit, den feuerfesten Blökken eine geeignete Form zu verleihen, erhält man trotz geringer Toleranzen ziemlich oft Steinformate, bei denen' kostspielige Nacharbeit von Hand erforderlich ist oder die so unregelmäßig gestaltet sind, daß man viel Ausschuß hat.

2. Der Einbau der Blöcke ist ziemlich kostspielig, da man für diese Arbeit nicht ohne Spezialisten auskommt, die"~Heute -immer seltener zur Verfügung stehen. ■"""*

Es wurde nun gefunden, daß alle-diese Nachteile bekannter öfen durch die erfindungsgemäßen Glasschmelzofen überwunden werden, die monolithische Auskleidungen aus feuerfestem Beton besitzen, wobei insbesondere deren Innenwände, aber auch Zubehörteile, wie Regeneratoren und Rekuperatoren, aus solchen Materialien bestehen.

Im Gegensatz zu den obenerwähnten Nachteilen gewährt diese Auskleidungsart die folgenden Hauptvorteile:

Wegfall der Fugen und damit der Hauptangriffs-Verbesserter Glasschmelzofen

Anmelder:
Nobel-Bozel Societe Anonyme, Paris

Vertreter:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte!=--;-Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36 / hi

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 1. Juli 1955

■ßki

Paul Louis Flament, Chatou, Seine-et-Oise

(Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

stellen, so daß die Wannenwände eine vollkommen gleichmäßige Oberfläche besitzen, die gegenüber der Einwirkung durch Wärme und Glasschmelze ein völlig einheitliches Verhalten zeigt, d. h. keine bevorzugten Angriffsstellen aufweist.

Obwohl es bekannt ist, Tonerdezement für feuerfeste Massen zu verwenden, hat man bisher solche Materialien zum Bau der Innenwände von Glasschmelzofen abgelehnt. Man nahm an, daß der Beton der Wärme- und Alkalieinwirkung der hocherhitzten Glasmassen nicht standhalten könnte, was wiederum das Entstehen eines fehlerhaften Glases zur Folge hätte. Die Praxis lehrte, daß das Gegenteil der Fall ist. Die monolithisch aufgebauten Wände werden in der gleichen Zeit viel weniger angegriffen, und die besonders stark an den Fugen der Bauelemente bekannter öfen auftretende Korrosion entfällt. Sie überziehen sich mit der Zeit durch Wechselwirkung zwischen den Bestandteilen des Betons und dem Alkali der Glasschmelze mit einer homogenen Glasur, die den weite.-ren Angriff_der Schmelze beträchtlich verlangsamt.

Die Notwendigkeit, vorgeformte Blöcke zu~verwenden sowie hochspezialisierte Handarbeit einzusetzen, entfällt erfindungsgemäß. Außerdem werden die Herstellungskosten bedeutend erniedrigt.

Die neuartige Bauart ermöglicht ferner eine erheblich leichtere Durchführung von Ausbesserungen: Nach Entfernung der auf den Wänden sitzenden geschmolzenen Silikate oder Glasschichten genügt eine leichte Aufrauhung, um eine genügende Haftung einer neuen Schicht aus feuerfestem Beton zu ermöglichen, die auf eine schadhafte Stelle neu aufgetragen wird.

Die Güte des für die Herstellung der Glaswannenöfen mit monolithischen Wänden anzuwendenden

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Claims (6)

3 4 feuerfesten Betons hängt einmal von der gewöhnlich Dehnungsfugen vorsehen. Diese Dehnungsfugen bein dem Ofen herrschenden Temperatur und anderer- stehen aus brennbaren Stoffen, z. B. aus Papier, das scits von der Korrosionskr.ift der Ausgangsstoffe ab, bei der Temperaturerhöhung wegbrennt, die darin geschmolzen werden. Man kann aber, je nach Nach 24- bis 36stündiger Erhärtung kann man den aufzubauenden Stellen1" der Wannenwände, den 5 einen solchen Ofen in außerordentlich kurzer Zeit auf-Bcton verschieden zusammensetzen. So kann man für heizen. Sobald das Wasser des Betons ausgetrieben dic_ Rekuperatoren oder. Regeneratoren von öfen mit ist, braucht man 24 Stunden, um den Ofen auf 600 bis Wärmerückgewinnung oder -regeneration (durch Um- 80(Ju C hochzuheizen. Die Temperatur kann von da an kchrung) weniger edle Betone verwenden. Ein bcson- um 100° C in der Stunde bis zu der gewünschten derer Vorteil besteht bei diesen Ofentcilen darin, daß io Höhe weiter gesteigert werden, man zerbrechliche Aufstapelungen von Gittersteinen . durch Träger oder durch aus einem Stück bestehende .Beispiel wabenförmig^ Einsätze ersetzt. Zur Herstellung eines monolithischen Wannenofens Jm allgemeinen hat es sich als wichtig erwiesen, mit folgenden Innenabmessungen: zur Herstellung eines hochwertigen Betons bei dessen 15 Zubereitung die folgenden Vorschriften zu beobachten: :range ?]z mm

1. Die für die Herstellung verwendeten feuerfesten ^{övftlte 1}^^{5 mm}

Stoffe dürfen keinen Staub und auch keine großen sowie eines entsprechenden Gewölbes wurde nach An-

Stückc enthalten. Sie müssen je nach der Bedeu- bringung der Verschalung folgendes Gemisch her-

tniig des herzustellenden monolithischen Stückes ao gestellt:

in bestimmter Wci^gcjrörnt sein, und es muß ein _{Korund 100 Gewichtsteile}

angemessenes Verhältnis der verwendeten Korn- Tonerdehaitiger feuerfester Ze-

großen zueinander vorliegen. _{ment (im Handd erhältlich}

2. Der als Bindemittel fur diese Korner dienende _{unter der Bezeichnung} Zement muß um so tonerdcreicher sein, je hoher 35 »Secar250«) 17 die Temperatur ist. Wasser 8 5

3. Es muß ein genaues Mengenverhältnis des An- ' "

machcwasscrs eingehalten werden. Für einen Ofen mit den angegebenen Abmessungen

4. Das aus Zement und Wasser in angemessenem wurde Korund in folgenden Körnungen gewählt: Mengenverhältnis bestehende, sorgfältig herge- 30 01 bis 0 2 mm 13% stellte Gemisch muß eingestampft oder besser ein- q'« *· V——r -

rüttelt werden. ~ k-„ c _mm 070/

_ ...... 1 1 Aii· ι ο ,T>_ti- ^ bis 5 mm Z/Vo

5. Wahrend des Abbindens muß man den Beton be- _c κμπ ™,~, -»no/

. „ , . .... , ___o _. . , 5 bis IU mm OU¹Vo

gießen, damit er nicht warmer als 35 C wird.·

An manchen Stellen der Glasofen herrscht eine sehr 35 Um die Herstellungskosten zu erniedrigen und zur

hohe Temperatur, und besonders in Wasserglasöfen Einsparung kostspieliger Rohstoffe, wie Korund und

ist die Schmelze besonders aggresiv. Aus diesem tonerdehaltigem Spezialzement, bringt man den Gieß-

Gruncl kommen crfindungsgemäß vorzugsweise fol- oder Stampfbeton in zwei Phasen ein. Die Außenseite

gcnclc Stoffe für den Beton in Betracht: des Ofens stellt man aus einem weniger feuerfesten

Für diejenigen Teile des Ofens, die nur Temperatu- 40 Beton her, als es der für das Innere verwendete

rcn unter 1000⁰C ausgesetzt sind, nimmt man einen Korundbeton ist. Der etwas weniger, aber noch genü-

Bcton aus Schmelzzement, Schamotte und Wasser. gend feuerfeste Beton für die Außenseite war fol-

.Für die Teile des Ofens, die Temperaturen zwi- gendermaßen zusammengesetzt:

1000 und 1200⁰C aushalten sollen, wird ein Beton . .

aus ALOa-rcichem Tonerdezement, Schamotte und 45 Schamotte mit 40 bis 42 Vo

Wasser"verwendet. Für die Teile des Ofens, die Tem- _ Al₂O₃-Gehalt ... .. 150 Gewichtsteile

pcraturcn über 1200 bis gegen 1500 und 1600° C aus- Schmelzzement mit 40%

gesetzt sind, nimmt man einen aus besonders Al₂O₃- w ³ ΓΙ "

reichem Tonerdezement mit festem Aluminiumoxyd wasser 24 „

und Wasser bestehenden Beton. 50 Die Schamotte hatte folgenden Körnungsaufbau:

Ein derartiger Al.O.-reichcr Tonerdezement soll _{n 1} ,,· n_9iv,_ _ino/„

.... __ „." . , t .·* , . ,, U₁I bis \j,c. mm lU^v/o

ungcfahr_75_°/o Aluminium und nur geringe Mengen 0 2 bis 2 mm 20%

an Eisen und Kieselsäure enthalten. _n' «· _c ono/

■»j . . 1 . , . _{A r}, ... . ,. 2 bis 5 mm zU%

Man hat bereits beim Aufbau von Wandungen, die c t· *n _mm 20%

hohen Temperaturen ausgesetzt werden sollen, ver- 55 jq . · ^q _mm 30%

schicdcne Wandungsschichlcn in verschiedener Weise

aufgebaut. Im vorliegenden Falle handelt es sich je- Die beiden Betonarten wurden vorzugsweise einge-

doch nicht um einen derartigen Aufbau aus verschie- rüttelt und während des Abbindens ,unter 35° C ge-

dcnen Schichten üblicher feuerfester Baustoffe, son- halten. Es wurden schwalbenschwanzförmige Deh-

dcrn um eine Ausgestaltung der monolithischen Bau- 60 nungsfugen durch Einlegen einer__P_appschicjitu,von

weise unter verschiedenartigem Aufbau des Betons. 3 mm Stärke hergestellt. Nach der Austreibung des

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, einen Wassers benötigte man für die Erreichung einer Ar-

fcucrfcstcn Beton mit Korund als Zuschlag zu verar- beitstemperatur von 1450° C nur 44 Stunden,

bcitcn, wobei es sehr wichtig ist, den Mengenanteil an """" ~~

Korund bei etwa 75.bis 80 Gewichtsprozent.zu halten 65 Patentansprüche:

und nur eine sehr geringe Menge Wasser von etwa 8 1. Glasschmelzofen, dadurch gekennzeichnet, daß

bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Korunds, zur wenigstens die Innenwandungen des Schmelz-

ülcrstcllung des Betons zu verwenden. raumes aus_eingjiL_ejnzigen Stück bestehen, und

Dieser Beton dehnt sich nur sehr wenig aus, aber zwar aus einem feuerfesten Beton, der aus einem

man muß doch je nach dem Rauminhalt des Ofens 70 hochtoncrdereichen Zement mit etwa 75% Ton-

erdegehalt und aus feuerfesten Zuschlagstoffen zusammengesetzt ist, vorzugsweise aus solchen, die¹ aus praktisch reiner Tonerde bestehen.

2. Ofen nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Zuschlagstoffe um so tonerdereicher sind, je höher die Temperatur ist, der der Schmelzraum ausgesetzt wird.

3. Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Zuschlagstoffe derart aus verschiedenen Korngrößen aufgebaut sind, daß sie weder Staub noch große Stücke enthalten.

4. Ofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die weniger hohen Temperaturen ausgesetzten Teile der Schmelzräume Schamotte und für die höheren Temperaturen ausgesetzten Teile Korund als Zuschlagstoff verwendet wird.

5. Glasschmelzofen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Aufbau des

Ofens benutzte feuerfeste Beton unter Verwendung einer möglichst geringen .Menge Anmachewasser hergestellt und verarbeitet worden ist und daß seine Temperatur während des Abbindens auf höchstens_35_2_(3 gehalten worden ist.

6. Ofen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit der Glasschmelze in Berührung kommenden Beton 75 bis 80% Korund enthalten sind und daß bei seiner Verarbeitung 9 bis 10% Wasser, bezogen auf das Korund-^ gewicht, verwendet worden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 663 342;

Scarle, »Refractory Materials«, 1950, S. 632, Kapitel XII, Abs. 2;

Günther, »Glasschmelz-Wannenofen«, 1954, Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, Frankfurt/Main, S. 48, Abs. 5.

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