DE1118408B - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ziehen von Tafelglas - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G29672VIb/32a

ANMELDETAG: 13. MAI 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 30. NOVEMBER 1961

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Ziehen von Tafelglas, dessen Oberfläche dieselbe Feuerpolitur aufweist wie das kontinuierliche, aus einer Schmelze ausgehobene Tafelglas.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Glasblatt, das glattere Oberflächen und eine gleichmäßigere Dicke als das nach den bekannten Verfahren hergestellte Tafelglas aufweisen soll, nach einem Verfahren herzustellen, bei dem sich das kontinuierlich gezogene Glasblatt bei der Berührung mit Wänden aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff formt und verfestigt. Die Verwendung von porösem Graphit oder porösem, amorphem Kohlenstoff für Glasblaseformen ist an sich bekannt.

So wurde bereits vorgeschlagen, einen Glasstrom auf eine von unten geheizte, geneigte Graphittafel fließen zu lassen und ein Glasblatt zu formen, indem der Glasfluß auf dem Tisch abgekühlt wird.

Die Durchführung eines solchen Verfahrens ist aus den beiden nachfolgend aufgeführten Gründen praktisch nicht möglich:

1. Durch die reduzierende Wirkung des Graphits auf das Glas werden beträchtliche Gasmengen frei, die im Glasblatt zahlreiche Blasen bilden.

2. Der Zustand der Graphtittafel, die auf ihrer Unterseite durch Brenner und auf ihrer Oberseite durch das Glas erhitzt wird, verschlechtert sich durch die Oxydation schnell.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß eine flüssige Glasmasse unter Druck in einen Kanal eingeleitet wird, dessen Boden und Seitenwände aus gekühlten, vollkommen ebenen Platten aus porösem Graphit oder porösem amorphem Kohlenstoff bestehen, wobei ein Wärmeverlust nach oben durch eine entsprechende Isolierung der Kanaldecke weitgehend verhindert und im Inneren des Kanals eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird, und daß das Glasblatt über den Kanalboden gezogen wird, wobei die durch die Reaktion des Glases mit dem Kohlenstoff des Kanalbodens und der Kanalwände frei gewordenen Gase durch die Wandungen hindurch abgesaugt werden, und daß hernach das Glasblatt in bekannter Weise gekühlt wird.

Hierdurch wird ein Glasblatt erhalten, dessen Oberflächenbeschaffenheit sowie dessen optische Eigenschaften mit den gleichen Eigenschaften eines Glasblattes vergleichbar sind, das als »Spiegelglas« bezeichnet wird und dessen Oberflächen mechanisch geschliffen und poliert werden. Unter einem »porösen« Graphit oder amorphen Kohlenstoff wird ein Material verstanden, das offene Poren besitzt, die unterein-Verf ahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Ziehen von Tafelglas

Anmelder:

G. B. D. Societe anonyme Holding, Luxemburg

Vertreter: Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,

München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 15. Mai 1959 (Nr. 794 804) -

Dr. Bernard Long, Paris, ist als Erfinder genannt worden

ander in Verbindung stehen. Dieses Material weist außerdem eine gewisse Durchlässigkeit auf, die für den Gasdurchgang wichtig ist.

Der aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff bestehende Kanal erleichtert die Bildung des Glasblattes, insbesondere die Bildung seiner Ränder, denn das geschmolzene Glas benetzt weder den Graphit noch den amorphen Kohlenstoff.

Durch Kühlung des Bodens und der Seitenwände des Kanals erhält das Glasblatt sofort die erforderliche Beschaffenheit, um in Längsrichtung weiterbewegt werden zu können, da der Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche des Kanalbodens und der Unterseite sowie den verfestigten Rändern des Glasblattes sehr klein ist.

Da außerdem die flüssige Glasschicht, aus der sich das Blatt bildet, unter Druck aus einem Wannenofen

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läuft und deshalb das schon festgewordene Glas vor Atmosphäre ist, wie schon vorher erwähnt, erfin-

sich her schiebt, ist die notwendige Kraft, um das dungsgemäß frei von Sauerstoff und kohlensaurem

Glasblatt in Längsrichtung voranzubewegen, äußerst Gas. Eine solche Atmosphäre kann leicht erzeugt

gering. werden mit Hilfe der jetzt auf dem Markt befind-

Diese Kraft kann fast ausschließlich von den 5 liehen Spezialapparate für Klimaanlagen. Auf diese

unteren Schichten des Glasflusses verbraucht werden, Weise kann z. B. rund um den Kanal eine Stickstoff-

denn erfindungsgemäß ist die Decke des Kanals gegen atmosphäre von 99,99% Reingehalt aufrechterhalten

Wärmeverlust nach außen ün isoliert, so daß die werden.

oberen Glasschichten noch sehr beweglich sind, wenn Die Abkühlung der unteren Fläche des Glasblattes sich die unteren Schichten schon beträchtlich ver- io geht schnell vor sich, während die Abkühlung der

festigt haben. oberen Fläche relativ langsam erfolgt. Dies ist eine

Die weiteren Vorzüge, die sich aus dieser Art der Folge der Tatsache, daß jsich über der Oberfläche des

Abkühlung ergeben/werden später beschrieben. Glases eine ruhige Atmosphäre befindet, deren Tem-

Die Wahl der Anfangstemperatur des Glases hängt peratur etwas höher liegt als die der Glasoberfläche, von den folgenden drei Faktoren ab: 15 Man vermeidet auf diese Weise den unter der Be-

1. Um das Freiwerden der Gase, die durch Reak- zeichnung »Hämmerung« bekannten Fehler der tion des Graphits oder des amorphen Kohlen- Oberfläche, der von der ungleichmäßigen Abkühlung stoffes entstanden sind, in mäßigen Grenzen zu herrührt, welche durch die auf die Glasoberfläche halten, ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur auftreffenden Dämpfe, die eine sehr viel niedrigere der flüssigen Glasschicht, die aus dem Wannen- ao Temperatur aufweisen, verursacht wird. Dieses Phäofen kommt, relativ niedrig ist, nomen ist auch bei der Herstellung von gezogenem

2. hängt die Produktionsgeschwindigkeit eines Glas bekannt.

Glasblattes von gegebener Dicke, das nach dem Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß die Decke

Verfahren gemäß dieser Erfindung hergestellt des Kanals stark wärmeisoliert. Ebenso ist die Zone wird, von der Temperatur eben dieser Glas- a$ zwischen dem Glasblatt und der Decke in Längsrich-

schicht ab, und rung in eine gewisse Anzahl von Kammern unterteilt,

3. spielt die Dicke des hergestellten Glasblattes bei und das Gas (das weder Sauerstoff noch Kohlensäure der Wahl der Anfangstemperatur des Glases eine enthält), das in jede Kammer unter die Decke geleitet Rolle. wird, wird vorher auf die gleiche oder eine etwas

Unter diesen Umständen kann die Temperatur des 3° höhere Temperatur als die normale, die das Glasblatt

Glases bei seinem Eintritt in den Kanal etwa zwischen in dieser Kammer aufweist, erhitzt.

1000 und 1300° C liegen, was ungefähr einer Vis- Da die Unterschiede des Glasblattes fast ohne

kosität von 10⁴ bis 10²·⁵ Poise entspricht. Reibung über den Boden des Kanals hinweggleitet,

Dieser Temperaturbereich gilt für die Kalk-Natron- genügt schon eine geringe Kraft, um es zu ziehen;

Gläser, die gewöhnlich zur Herstellung der Glas- 35 daraus ergibt sich, daß die unteren Schichten des

blätter aller Arten verwendet werden. Selbstverständ- Glases in der Zone der beginnenden Verfestigung nur

lieh kann er für Spezialgläser auch wesentlich anders einer ganz geringen Zugbeanspruchung unterworfen

sein, während die Viskosität genau die gleiche bleibt. sind.

Bei den üblichen Kalk-Natron-Gläsern wird vor Unter diesen Umständen zeigt die untere Fläche allen Dingen durch Einwirkung des Graphits oder des 40 des Glasblattes nach dem Festwerden keine Oberamorphen Kohlenstoffes auf diese Gläser Schwefel- flächenfehler auf Grund thermischer Einwirkung dioxyd (SO₂) erzeugt; Schwefeldioxyd entsteht in um (keine sogenannten Stries).

so größeren Mengen, je größer der Gehalt der Gläser Wenn die obere Fläche des Glasblattes eine Teman Schwefelsäureanhydrid (SO₃) ist. Durch passende peratur von etwa 700° C aufweist, ist die untere Wahl des Verhältnisses von Natriumsulfat zu Kohle 45 Fläche — ganz gleich, wie dick das Glasblatt sein im Gemenge kann man erreichen, daßderSO₃-Gehalt mag — durch Regelung der Abkühlung des Kanalauf ein Mindestmaß beschränkt wird. bodens auf eine genügend niedrige Temperatur geWenn das Glas einen geringen Prozentsatz von bracht worden, um ohne Schaden die Berührung mit Arsen- oder von Antimonoxyd aufweist, kann durch den Transportwalzen eines Kühlmittels aushalten zu die reduzierende Wirkung des Graphits oder des 50 können.

amorphen Kohlenstoffes ein Verflüchtigen des Arsens Nach einem in der Tafelglasfabrikation wohl-

oder des Antimons erreicht werden; dieses Verfluch- bekannten Verfahren stellt man im ersten Abschnitt

tigen kann, wenn es hinderlich ist, nur dadurch ver- des Kühlkanals die thermische Homogenität in der

mieden werden, indem dem Glas diese Oxyde, die Dicke und der Breite des Glasblattes wieder her,

nicht unbedingt notwendig sind, nicht zugesetzt 55 worauf man im zweiten Abschnitt die althergebrachte

werden. langsame Abkühlung vornimmt.

Gemäß der Erfindung wird ein Eindringen der frei An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielswerdenden Gase oder Dämpfe in das Glas vermieden, weise näher erläutert.

indem man sie durch die porösen Wände, an denen Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt den Aussie gebildet werden, absaugt. 60 tritt der flüssigen Glasschicht aus dem Wannenofen,

Das Absaugen wird in hohem Maße erleichtert, ferner den Kanal, der das Glasblatt formt, mit seiner

wenn der Boden und die Seitenwände des Kanals, in Hilfsausrüstung (Absauge- und Kühlvorrichtung) und

dem das Glasblatt gezogen wird, aus Graphit oder seiner Decke sowie den Kühlkanal;

amorphem Kohlenstoff von besonders poröser Be- Fig. 2 zeigt den Querschnitt des Kanals, der das

schaffenheit hergestellt sind. 65 Glasblatt formt, entsprechend der Linie H-II in Fig. 1;

Durch das Absaugen wird auch die Atmosphäre Fig. 3 zeigt den Längsschnitt einer Abänderung der in dem Kanal durch den Graphit bzw. den amorphen Vorrichtung, die das Glasblatt formt, bei der ein geKohlenstoff hindurch in Umlauf gebracht. Diese wisser Abschnitt des Kanals durch die aus Graphit

oder amorphem Kohlenstoff bestehenden Tragewalzen ersetzt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, fließt die flüssige Glasmasse 1, die aus dem Bad 2 kommt, durch die Öffnung 3, die sich unter der Wand 4 befindet.

Diese Glasmasse breitet sich auf dem Formgebungskanalboden 5 aus, der aus Graphit- oder amorphen Kohlenstoffplatten besteht und seitlich mit Rändern 6 versehen ist.

In dem Teil des Kanals, in dem sich die flüssige Glasmasse ausbreitet, wird der Boden durch die Rohre 7 mit Wasserumlauf gekühlt; zwischen diesen Kühlrohren befinden sich die Rohre 8, die die Gase absaugen, die von der Reaktion des Graphits oder des amorphen Kohlenstoffs mit dem Glas herrühren.

Der Kanal ist durch eine Metallumhüllung 9 umschlossen, in die man durch die Rohre 10 ein Gas, wie z. B. Stickstoff, einführt, das frei von Sauerstoff und Kohlensäure ist und in der Hitze nicht mit Graphit und amorphem Kohlenstoff reagiert. Die Decke 11, die stark wärmeisoliert ist, wird von den Pfeilern 12 getragen (Fig. T).

Auf gleicher Höhe mit der Unterseite der Kanaldecke münden die Rohre 13, die in den Raum 14 über dem Glasblatt die Gase (ζ. Β. Stickstoff) leiten, die weder Sauerstoff noch Kohlensäure enthalten und die eine Zerstörung des Graphits bzw. des amorphen Kohlenstoffs verhüten. Der Raum 14 wird durch die Trennwände 15 in einzelne Abteilungen unterteilt.

In die Kammer 16, die sich über dem äußersten Ende des Kanals befindet, leitet man durch die Rohre 17 einen vertikalen Stickstoffstrom, der eine Temperatur von etwa 700° C hat. Dieser erzeugt in der Kammer einen leichten Überdruck und verhindert jeden Zutritt von Luft in den Raum über dem Blatt.

Das Glasblatt 18 gleitet bei Verlassen des Kanals auf die Walzen 19, die nicht höher liegen als der Kanal; danach gleitet das Glasblatt auf die Transportwalzen 20 im Kühlkanal 21. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Dicke des erzeugten Glasblattes in hohem Maße von der Viskosität der flüssigen Glasmasse abhängig ist, die durch die Öffnung 3 einströmt und sich in dem abgekühlten Kanal ausbreitet, bei dessen Berührung sich die Unterseite und die Ränder des Glasblattes sofort verfestigen.

Im allgemeinen muß die Viskosität gering sein, um ein Blat von geringer Dicke zu erzeugen. Tatsächlich bedingt das erfindungsgemäße Verfahren, das die Erzeugung eines Glasblattes anstrebt, dessen Oberflächen die geringstmöglichen Unebenheiten thermischen Ursprungs aufweisen, daß das Glas der unteren verfestigten Schichten nur einem schwachen Zug ausgesetzt wird.

Dieses Ergebnis wird erreicht infolge der außerordentlich geringen Reibung zwischen dem Glas und dem Graphit bzw. dem amorphen Kohlenstoff und infolge einer Produktionsgeschwindigkeit des Glasblattes, die im Vergleich zu den Geschwindigkeiten, die bei der eigentlichen Ziehtechnik erreicht werden, absichtlich herabgesetzt ist.

Offensichtlich wird der Glasfluß durch die Öffnung 3 in Abhängigkeit von der festgesetzten Dicke des Glasblattes und der Produktionsgeschwindigkeit reguliert.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß der Formgebungskanal 5 die erhöhten Ränder 6 hat, unter denen sich die Kühlrohre 22 befinden. Diese abgekühlten Ränder begrenzen seitlich die Ausbreitung der flüssigen Glasschicht und bringen infolgedessen die Ränder des Glasblattes zum Erstarren.

Die waagerechte Lage des Kanalbodens wird mit Hilfe von Schraubengewinden 23 reguliert.

Die Ansaugöffnungen der vier Rohre 8 sind durch eine mit Asbest ausgelegte Fuge zwischen den Rändern der Rohrperipherie und dem Graphit bzw. amorphen Kohlenstoff in wirksamen Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Kanalbodens.

Das Absaugen der Gase von der äußeren Oberfläche der erhöhten Ränder 6 geschieht durch die Rohre 24.

Die wärmeisolierte Decke 11 des Kanals wird seitlich von den Pfeilern 12 getragen.

In Fig. 3 ist die Länge des Formgebungskanals 5 vermindert. Hinter dem Kanal sind Walzen 25 aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff eingebaut, und zwar von der Stelle ab, wo die unteren Schichten des Glasblattes einen gewissen Grad der Verfestigung erreicht haben. Diese Walzen werden durch ein Rohr mit Wasserumlauf axial gekühlt. Auf diese Weise ist es möglich, den zum Weitertransport des Glasblattes während der Erstarrung der unteren Glasschichten erforderlichen Kraftaufwand weiter herabzusetzen.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Tafelglas, dessen Oberfläche dieselbe Feuerpolitur aufweist wie das von der Oberfläche eines Schmelzbades kontinuierlich gezogene Tafelglas, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Glasmasse unter Druck in einen Kanal, dessen Boden und Seitenwände aus gekühlten, vollkommen ebenen Platten aus porösem Graphit oder porösem amorphen Kohlenstoff bestehen, eingeleitet, ein Wärmeverlust nach oben durch eine entsprechende Isolierung der Kanaldecke weitgehend verhindert und im Inneren des Kanals eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird und beim Ziehen des Glasblattes über den Kanalboden die frei gewordenen Gase, die durch die Reaktion des Glases mit dem Kohlenstoff des Kanalbodens und der Kanalwände entstehen, durch die Wandungen hindurch abgesaugt werden und hernach das Glasblatt in bekannter Weise gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Glasblattes beim Durchgang durch den Kanal auf etwa 700° C abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal eine 99,99°/oige Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, das zur Aufrechterhaltung der inerten Atmosphäre in den Kanal eingeleitet wird, auf eine Temperatur erhitzt wird, die gleich oder etwas höher als die Temperatur der Glasoberfläche ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintritt des Glases in den Kanal eine Glasviskosität von 10⁴ bis 10²·⁵ Poise aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Natriumsulfat zu Kohle im Ge-

menge so gewählt wird, daß der Gehalt des Glases an Schwefelsäureanhydrid auf ein Minimum beschränkt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasblatt weder Arsen- noch Antimonoxyd enthält.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport- und Kühleinrichtung

Walzen (19, 20) aufweist, deren horizontale formbildende Auflageflächen in gleicher Höhe mit dem Kanalboden (5) angeordnet sind.

.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kanalbodens (5) aus nebeneinander angeordneten Walzen (25) aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff besteht und in diesen Walzen (25) sich axial angeordnete Kühlrohre befinden, die an eine Kühleinrichtung angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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