DE1421756B2

DE1421756B2 - Verfahren zum Schmelzen und Läutern von Glas in einem Wannenofen

Info

Publication number: DE1421756B2
Application number: DE1421756A
Authority: DE
Inventors: Frank Granville Day; Magnus L. Newark Froberg; Herry B. Greenwood S.C. Holschlag
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1961-05-29
Filing date: 1962-05-29
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE1596578A1; DE1421756C3; DE1596578B2; SE314785B; SE307636B; FR1328013A; DE1421756A1; CH405626A; NL278395A; US3321290A; NL127147C; GB976472A; LU41791A1

Description

3 4

reitungsofen bzw. einer Kammer, in welcher ein Form eines Doppel-T oder H angeordnet (Fig. 1, 5).

Rohglasgemenge, das zum Herstellen feinster Textil- Von jeder Schmelz- und Läuterkammer aus erstreckt

fäden geeignet ist, in den geschmolzenen Zustand sich ein rechteckiger Vorherd zu den Vorherdkanä-

übergeführt, gereinigt und in der gleichen Kammer len hin, der einen zentralen Zuflußkanal darstellt, um hinsichtlich seiner Eigenschaft verbessert wird, wor- 5 das geschmolzene Glas von der Schmelzkammer 46

auf er über ein System von Vorherdkanälen Zufüh- zu den Vorherdzweigen 56 bis 59 hinzuleiten. An je-

rungsvorrichtungen zugeleitet wird, aus denen dann den Schmelzofen 18 und seine entsprechende

das Glas kontinuierlich ausfließt. (F i g. 1) Verteilungseinrichtung sind vier Vorherd-

Wie F i g. 2 zeigt, ist die Vorrichtung in einem Ge- zweige angeschlossen. Die zentrale Vorherdverbinbäude oder einem von Wänden umschlossenen Raum io dung besteht aus zwei miteinander fluchtenden Tei-

10 angeordnet, der einen oberen Flur 16 aufweist, len oder Abschnitten 60 und 61, von denen Verbin-

auf dem die Schmelz- und Läuteröfen 18 der Anlage dungskanäle 210 und 212 ausgehen, um das geläu-

im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, terte, geschmolzene Glas den Vorherdabschnitten zu-

wobei die Längsrichtung der Öfen 18 vorzugsweise zuleiten. Wie in F i g. 1 dargestellt, sind die sich in quer zum Gebäude 10 verläuft. Fig. 1 stellt einen 15 Gegenrichtung erstreckenden Vorherdabschnitte

Grundriß zweier solcher Einheiten 18 dar, die paral- oder -zweige 56 und 57 jeder Einheit so angeordnet,

IeI zueinander angeordnet sind, jedoch können in daß ihre einander zugekehrten Stirnseiten fluchten,

dieser Weise auch mehrere solche Einheiten in ähnli- wobei sich die Zweige rechtwinklig zur Längsachse

eher Weise angeordnet sein. der Schmelz- und Vergütungstanks 46 erstrecken.

Es hat sich gezeigt, daß fünf oder mehr Öfen 18 20 Die kombinierte Schmelz- und Läuterkammer 46 ist bei dieser gegenseitigen Anordnung besonders vor- in F i g. 1 bis 6 gezeigt. Sie weist im wesentlichen eine teilhaft sind, weil die erzeugte Fadenmenge im Ver- rechteckige Form auf, die durch einen Boden 86, Seigleich zu dem geringen Aufwand an Bedienungsper- tenwände 76 und Stirnwände 78 gebildet werden. Es sonal und Überwachungsarbeit besonders groß ist. hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Schmelz-Dabei können mehrere Batterien oder Reihen, beste- 25 und Läuterkammer 46 etwa viermal so lang zu behend aus einer Mehrzahl von Öfen 18 so relativ messen, wie ihre Breite beträgt, um ein wirtschaftlizueinander angeordnet werden, daß ihre Versorgung ches Arbeiten beim Schmelzen und Läutern des GIamit Glasgemenge von einer Zuführeinrichtung 19 aus ses zu gewährleisten. Wie in F i g. 6 dargestellt, ist auf einfache Weise erfolgen kann, wobei nur ein Mi- der Boden 86 aus Blöcken von feuerfestem Material nimum an Brennstoff- und Luftleitungen für die Ver- 30 hergestellt, die in Schichten 90 und 91 angeordnet sorgung der Brenner, welche das Glas oder einen an- sind. _fc

deren Werkstoff in den Öfen 18 erhitzen, erforderlich Jede Ofenemheit 18 ist auf einer Rahmenkonist, struktion 92 aufgebaut, die in Mauern 94 verankert

Das Gebäude 10 weist einen unteren Flur 20 auf ist (Fig. 2). Der Boden des Ofens kann aus geeigne- und einen Zwischenflur 22. Dort befinden sich Rei- 35 tem feuerfestem Material hergestellt sein, während

hen oder Batterien von Aufspulmaschinen, die mit aber die Seitenwände und Stirnwände in neuartiger

28 und 30 (F i g. 2) bezeichnet sind und auf einem Weise ausgebildet sind, wie nachfolgend im einzelnen

Flur 32, der oberhalb des Flurs 20 angeordnet ist, beschrieben werden wird. Die Krone 96 des Ofens

fest angebracht sind. Der Flur 32, der mit parallel (F i g. 4 und 7) ist ebenfalls wieder aus geeignetem verlaufenden, senkrechten Wandungen 33 und 34 in 4° feuerfestem Material gebildet.

Verbindung steht, bildet einen langgestreckten Die Anlage nach der Erfindung umfaßt ferner EinRaum, eine Kammer oder ein Gehäuse 36, in wel- richtungen zum Zuführen von Rohglasgemenge oder chem sich die Bedienungspersonen beim Überwachen anderem mineralischem Werkstoff in die Kammer der Tätigkeit der selbständigen Aufspulmaschinen 46. Diese Mittel sind am hinteren oder abgasseitigen aufhalten. 45 Ende angeordnet, und zwar auf beiden Seiten des

Der Zwischenflur 22 weist eine Reihe von motor- Ofens. Die Beschickung 100 kann in bekannter

getriebenen Gebläsen 40 und 42 auf, von denen je- Weise ausgebildet sein, wobei vorzugsweise motorbe-

doch nur zwei in F i g. 2 dargestellt sind. Einer davon triebene Schraubenförderer Verwendung finden kön-

dient dazu, Luft unter einem bestimmten Druck einer nen. Jede Beschickungseinrichtung ist mit einem Ge-

Vorwärmeinrichtung zuzuführen, von wo aus sie zu 5° mengeaufgaberohr oder -trichter 101 versehen, wie

den Brennern der Schmelzofen gelangt, während das in Fig. 2 dargestellt. Er erstreckt sich im wesentli-

andere Gebläse dazu dient, den Druck in der chen der Höhe nach und wird durch einen Schrau-

Schmelz- und Läuterkammer zu regeln. Die Schmelz- benförderer 104 mit Gemenge gefüllt, wobei der För-

und Läuterkammer 46 der Öfen 18 ist mit einem Ka- derer 104 das Gemenge wiederum von einem oder

min 48 versehen, der in der Nähe des hinteren Ofen- 55 mehreren Haupttrichtern oder Vorratsbehältern 105

endes angeordnet ist, und jeder Ofen steht mit dem zugeführt bekommt, in denen das Rohmaterial be-

Nachbarofen durch eine Zone oberhalb des Glasni- reits in zerkleinerter Form vorhanden ist. Als Ge-

veaus der Öfen in Verbindung. Der Kamin ist mit mengevorrichtung können mit hin- und hergehenden

einer Vorwärmeinrichtung 50 ausgerüstet, zu dem Kolben versehene Einrichtungen Verwendung fin-

Zweck, die den Brennern zuzuleitende Luft mit vor- ⁶° den.

gewärmter Luft mischen zu können. Die Zuführeinrichtung 104 dient dazu, die Ge-

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die menge den verschiedenen Chargier- oder Zuführeinbesondere Bauweise des Vorherdes jeden Ofens 18, richtungen zuzuleiten, die mit den einzelnen die im wesentlichen aus einem zentralen Verbin- Schmelz- und Läuteröfen 18 zusammenwirken. Ein dungsteil und mehreren Vorherdabschnitten oder 65 neues Merkmal dieser Anordnung besteht darin, daß Zweigen besteht, die mit dem Schmelzofen in Ver- das Rohmaterial gleichzeitig von gegenüberliegenden bindung stehen. Dabei sind die Vorherdabschnitte Seiten des Schmelzofens aus eingeführt wird. Auf und der zentrale Verbindungskanal jedes Ofens in diese Weise wird die Verbesserung des Schmelzpro-

zesses dadurch erreicht, daß bereits an der Stelle, wo das Gemenge in den Ofen eingebracht wird, eine große Menge Rohglas vorhanden ist, das den heißen Abgasen ausgesetzt ist, die zum Kamin 48 strömen. Jede Schmelzeinheit ist durch elektrische Einrichtungen gesteuert, welche auf Änderungen der in der Schmelz- und Läuterkammer vorhandenen Glasmenge ansprechen, um deren Inhalt auf einer konstanten Größe zu halten.

ren Seite des Schmelzofens angeordnet sind. Jede Luftleitung 144 weist ein Ventil 146 zum Regeln der Luftzufuhr auf.

Das Gebläse 40 jedes Ofens 18 fördert unter Druck stehende Luft durch das Rohr 130 in den zusätzlichen Mantel 132 und durch den Haupt- und Vorwärmemantel 124, wodurch sie beim Durchströmen der durch den Mantel 124 geschaffenen Kammer auf annähernd 1300° C erhitzt wird. Die erhitzte

Die Kammer 46 wird mit brennbarem Gas oder io Luft wird dann durch die Röhren 136, 137 und die

einem anderen mit Luft gemischen Brennstoff beheizt. Die Luft ist im Vorwärmer 50 erwärmt worden, jedoch höchstens bis zu einer Temperatur, bei der die Luft noch ohne Beeinträchtigung der Sicher-

Hauptleitungen 138 und 140 den Brennern 108 zugeführt, während das Gas aus den Röhren 120 zugeleitet wird.
Auf diese Weise wird die mit dem Brenngas in den

heit mit dem Verbrennungsgas gemischt werden 15 Brennern 108 zu mischende Luft auf eine ralativ kann. Das Mischen von Brenngas und Luft erfolgt in hohe Temperatur vorgeheizt, so daß die Brenner

durch die Zusatzluft nur geringfügig gekühlt werden.

Dieser Umstand trägt im wesentlichen Ausmaß dazu bei, die Wärmeverluste zu vermindern und die Auf-

der Brennkammer, in dem Gebiet, wo Gas und Luft eintreten, in der Länge nach voneinader entfernten Zonen, über dem in der Kammer vorhandenen Glas.

Wie insbesondere die F i g. 1 und 3 bis 6 zeigen, sind 20 rechterhaltung der erforderlichen Temperaturen in an jeder Seite des Ofens eine Reihe oder eine Batte- den verschiedenen Teilen des Schmelzofens zu errie von Brennern 108 angeordnet, die in Brenner- leichtern.

blocken 109 gehalten sind. Die Anlagen nach der Erfindung weisen ferner

Mit der Hauptleitung 110, die mit einer Gasquelle Mittel auf, um Luft in den Kamin 48 oberhalb des in Verbindung steht, sind mehrere Rohre 114 ver- 25 Mantels 124 einzuleiten, zu dem Zweck, die Abgasbunden, von denen jedes zu einem Brenner 108 temperatur vor dem Eintritt in die Umgebungsluft führt. Jedes Rohr 114 weist ein handbetätiges Ab- herabzusetzten und um ferner als Dämpfungsvorrichsperrventil 116 auf. Jedes Ventil 116 steht mit einer tung zu wirken und dazu beizutragen, daß die Kam-Rohrlcitung 117 in Verbindung. Die Rohrleitung 117 mer 46 des Ofens unter einem, wenn auch geringen ist mittels eines biegsamen Rohres oder einer Muffe 30 Überdruck gegenüber der Umgebungsluft steht. Das 119 mit einem Brennstoffsteuerventil 118 verbunden. durch den Motor 43 angetriebene Gebläse 42 dient Die Rohrleitung 117 ist mittels eines biegsamen Roh- dazu, um» Luft in den Abgasstutzen zu fördern. Der res oder einer Muffe 119 mit einem Brennstoffsteuer- Auslaß des Gebläses 42 ist durch eine Rohrleitung ventil 118 verbunden. Das Verbindungsteil 119 steht 142 mit einer Düse 154 verbunden, welche die Luft mit einem waagerecht verlaufenden Rohr 120 in Ver- 35 in einen Aspirator 156 leitet, der im Auspuffstutzen bindung, das in den Brenner 108 führt. 48 angeordnet ist und dazu dient, den Abgasen Luft

Die Vorwärmeinrichtung 50 zum Vorwärmen der zuzumischen, was in einer Zone über der gefüllten Verbrennungsluft, welche ihrerseits durch die Ab- Kammer 134 des Mantels 124 erfolgt. Dadurch wird gase erwärmt ist, welche den Kamin 48 durchziehen, erreicht, daß die Abgase verdünnt werden, daß ihre besteht im wesentlichen aus einem Mantel 124, der 4° Temperatur herabgesetzt wird und daß der Druck in den Kamin 48 umgibt, wobei letzterer auf einem der Schmelzkammer 46 gesteuert wird. Die Luftströ-Fundamcnt 126 angeordnet ist, auf dem auch der
Mantel ruht. Der Abgasstutzen 48 ist am Ende der
Schmelz- und Läutereinheit 118 angeordnet. Jede
dieser Einrichtungen weist einen einzigen Kamin mit 45
Vorwärmer auf. Der Mantel 124 ist zylinderförmig

ausgebildet. Sein Umfang ist unter Abstand vom Kamin 48 angeordnet, so daß eine Luftkammer zwischen dem Kamin und der Innenwandung des Mantels geschaffen wird.

Jeder Mantel weist ein Zentrifugalgebläse 40 auf, dessen Läufer durch einen Motor 128 angetrieben ist (Fig. 2, 3 und 4). Der Auslaß des Gebläses ist durch eine Leitung 130 mit einem zusätzlichen Mantel 132

mung zum Aspirator ist durch einen selbsttätigen Druckregler 157 gesteuert, der ein Luftventil betätigt, das in der Leitung 152 angeordnet ist.

An den gegenüberliegenden Seiten des Ofens 18 sind in der Nähe des Kamins Chargiereinrichtungen angeordnet, welche Zuführöffnungen 99 aufweisen, die mit Gemengechargiervorrichtungen 100 od. dgi. versehen sind (F i g. 1 und 2). Über den Vorrichtungen 100 ist ein Trichter 101 angeordnet, der mit einem Steuerventil ausgerüstet ist, mit dem die Zufuhrmenge an Rohmaterial, das in die Vorrichtung 100 gelangt, gesteuert werden kann. Die Ventile 102 sind durch entsprechende, nicht dargestellte Mittel

verbunden, der an den Hauptmantel 124 gewisserma- 55 selbsttätig gesteuert, wobei als Führungsgröße die in ßen als Fortsatz angeschlossen ist. Das obere Ende der Schmelzkammer 46 jeweils vorhandene Menge des Vorwärmemantels 124 ist mit einer Luft- oder an Glas oder anderem mineralischem Werkstoff Beruhigungskammer 134 verbunden. Die Kammer dient.

134 steht über Rohrleitungen 136 und 137 mit einem Die Schraubenförderer 19 sind so angeordnet, daß

Paar von Hauptleitungen 138 und 140 in Verbin- ^6o das Rohmaterial an den verschiedenen Trichtern 101 dung (F i g. 3 und 4). zugeführt wird, welche mit den Schmelzöfen verbun-

An jeder Seite der Schmelz-und Läutervorrichtun- den sind (Fig. 1). Die Rohrleitungen 103 der Zügen 18 sind mehrere Luftleitungen 144 angeordnet. führeinrichtungen für das Rohmateria! sowie die Eine Gruppe der Leitungen 144 an der einen Seite Förderschrauben hierzu sind durch Rohre 104 mit des Schmelz- und Läuferofens dient zum Zuführen ⁶5 den einzelnen Trichtern 101 der entsprechenden von Luft zu den dort angeordneten Brennern 108, Chargiereinrichtungen verbunden, die bei den während die anderen Gruppen der Leitungen 144 zur Schmelzöfen angeordnet sind und fördern das Roh-Versorgung der Brenner 108 dient, die auf der ande- material von einem Haupttrichter 105 aus dorthin.

7 8

Der Boden 86 des Ofens besteht aus einer äußeren zeugung der Querbewegung des geschmolzenen GIa-Schicht 90 aus feuerfestem Material, beispielsweise ses in dem Ofen zum Zweck der Reinigung und VerKlinker, und aus einer inneren Schicht 91, die aus beserung wird hinsichtlich seiner Wirkung noch da-Blöcken oder Abschnitten aus Zirkon oder einem an- durch gesteigert, daß im Ofen über der Schmelze gederen gegen Temperaturen hoch widerstandsfähigen 5 steuerte Temperaturdifferenzen aufrechterhalten werfeuerfesten Material gebildet ist, das auch erosions- den und daß die Bewegung des geschmolzenen beständig ist. Die Seiten- und Stirnwandungen 76 Glases in voneinander entfernten Zonen angeregt und 78 des Ofens sind in üblicher Weise ausgebildet. bzw. beschleunigt wird, um dessen Querbewe-Sie sind aus Schichten hergestellt und bestehen aus gung in geschlossenen und mehrfach durchlaufenen feuerfestem Material, das keinerlei oder wenigstens io Bahnen während einer größeren Zeitspanne zu äußerst geringe Erosionserscheinungen erwarten läßt, bewirken.

so daß auch die Verunreinigungen des Glases auf ein Zur Erzeugung verschiedener Temperaturen in Mindestmaß herabgesetzt sind. den Zonen oberhalb der Schmelze, was einen be-Bei der Umwandlung des Glases in Fäden oder stimmten Verfahrensschritt beim Reinigen und Läu-Fasern ist es wichtig, daß das Glas eine außerordnet- 15 tern des Glases darstellt, werden die Brenner 108 so lieh große Reinheit aufweist, damit das Ausziehen zu eingestellt, daß in der durch die gestrichelte Linie feinen, endlosen Fäden störungsfrei vonstatten geht. A-A in Fig. 6 dargestellten Zone, die sich etwa über Wie sich aus den F i g. 6 und 7 ergibt, sind die Sei- ²/₃ der Länge der Kammer, gemessen vom Abgatenstirnwandungen aus drei Schichten oder Lagen 79 sende des Ofens aus erstreckt, eine annähernd um bis 81 gebildet. Die innere Schicht 79 der beiden Sei- 20 50° C höhere Temperatur herrscht als am Endbeten und der Stirnwandlungen ist aus teuersten Blök- reich des Ofens, wo das Rohmaterial mit Hilfe der ken hergestellt, wobei das Material gleichzeitig Chargiervorrichtung 100 und durch die Öffnungen widerstandsfähig gegen Korrosion und Erosion sein 99 eingebracht wird und die ferner etwa um 25° C muß. Dabei soll vorzugsweise diese Schicht eine grö- höher liegt als sie am Ende des Ofens herrscht, an ßere Erosionsbeständigkeit aufweisen als die feuerfe- 25 welchem das Glas in die Vorherdabteilungen abste Zwischenschicht. Die innerste Schicht 79 besteht fließt.

aus feuerfestem Material, wie beispielsweise Chrom- Durch diese Temperaturverteilung wird über der

oxyd, das gleichzeitig auch eine hohe Widerstands- Schmelze im Bereich der Linie 184 in F i g. 6 eine

fähigkeit gegen Erosion beim Kontakt mit dem ge- heiße Zone geschaffen. Ihre Temperatur kann ab-

schmolzenen Glas aufweist. 3° hängig von der Zusammensetzung des Glases geän-

Die Zwischenschicht 80 besteht aus mehreren im dert werden, ^obwohl die Temperatur in allen Zonen

wesentlichen rechteckigen relativ dünnen Blöcken erheblich WoA der Schmelztemperatur des Glases lie-

oder Platten, die in Mustern so angeordnet sind, daß gen. Die Brenner 108 können zu diesem Zweck un-

die Fugen zwischen den Platten der Schicht 80 ge- abhängig voneinander eingestellt werden. Eine Mög-

genüber den Fugen der Platten oder Blöcken der in- 35 lichkeit, diese Einstellung vorzunehmen, besteht in

neren Schicht 79 versetzt sind. Die Platten oder der Längsverschiebung der Brennstoffzuleitungsrohre

Blöcke der Zwischenschicht 80 bestehen aus feuerfe- 120, da diese mit dem biegsamen Rohr 119 in Ver-

stem Material, wie beispielsweise Zirkon, das eine bindung stehen.

große Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung und Die Einstellung der Rohre 120 der Brenner wird

Erosion hat, die durch die Berührung mit dem ge- 40 bestimmt durch die Leuchtkraft der Flamme, durch

schmolzenen Glas entstehen könnte. Allerdings ist das Ausmaß der Feststoffstrahlung und durch die

dieses Material nicht so stark erosionsfest wie Chrom- Temperaturen des brennbaren Gemisches und der

oxyd. Verbrennungsgase. Ferner wird durch die Verstel-

Die Temperaturdifferenzen zwischen den Schich- lung des Rohres 120 die Verbrennungszone in der ten 79 und 80 sind gewöhnlich so groß, daß ge- 45 Kammer selbst verändert. Die Verbrennung beginnt schmolzenes Glas zwischen die Schichten gelangt, er- gewöhnlich in der Kammer 111 des Brennerblockes starrt und eine Abdichtung bildet. Wenn bei be- 109. Durch die Einstellung der Rohre 120 wird die stimmten Betriebsbedingungen jedoch das Material Verbrennungszone in der Verbrennungskammer verzischen den benachbarten Schichten 79 und 80 noch ändert.

fließfähig ist, gelangt es in den Raum zwischen den 50 Die Erfindung betrifft ferner ein neues Verfahren,

Zirkonblöcken der Zwischenschicht 80, wo aber die um innerhalb der Ofenkammer 46 eine Strömung des

Temperatur so weit herabgesetzt ist, daß das Glas in geschmolzenen Glases zu erreichen, die in mehrfach

diesem Bereich erstarrt. durchlaufenen geschlossenen Bahnen erfolgt, sowie

Die Anordnung der einzelnen Bestandteile des in der Anregung oder Beschleunigung einer Bewe-Ofens, welche die Erhitzung des Glases steuern und 55 gung des Glases an verschiedenen voneinander entdessen Durchfluß durch die Vorrichtung steuern, fernten Zonen der Kammer, wobei durch Wärmekönnen bewirken, daß der Glasfluß während einer übertragung und Temperaturdifferenzen innerhalb bestimmten Zeit im Ofen zurückgehalten wird und der Schmelze eine Glasströmung zustande kommt, kreisförmige Querbewegungen ausführt, die sich über welche sich über erhebliche Entfernungen innerhalb erhebliche Entfernungen innerhalb der Ofenkammer 60 der Kammer, die das Mehrfache der Länge des 46 erstrecken. Dadurch wird die Reinigung und Lau- Ofens betragen, erstreckt. Diese Strömung ist vorterung des Glases bewirkt, so daß es einen völlig ho- handen, bevor das gereinigte und geläuterte Glas mogenen Zustand annimmt und geeignet ist, feine zum Vorherd abfließt.

Glasstrahlen zu bilden, die zu dünnen, textilähnli- Wie insbesondere die F i g. 5 und 6 zeigen, ist der

chen Fäden gleichförmigen Durchmessers und mit 65 Boden 86 des Ofens mit mindestens zwei Reihen von

gleichförmigen Eigenschaften ausgezogen werden. Lufteinblasvorrichtungen ausgerichtet, die mit 172

Das neue Verfahren zur Überführung des Glasge- bzw. 174 bezeichnet sind und in Querrichtung von-

menges in den geschmolzenen Zustand und zur Er- einander entfernt angeordnet sind (F i g. 5).

Der Boden des Ofens weist Kanäle auf, die zur Wenn das Glas der oberen Schicht zum Abgasende

Aufnahme von Röhren 178 für die Zuführung von strömt, wird es durch die Einwirkung des Dampfes unter Druck stehendem Dampf oder von Druckluft oder der Luft, die von den Einblasvorrichtungen 172 zu den öffnungen 172 und 174 der Lufteinblasvor- aus in das Glas eingeleitet werden, abgelenkt und gerichtungen dienen. Durch diese Einblasvorrichtungen 5 zwungen, nach abwärts und dann in umgekehrter wird das zugeführte Medium ständig in das ge- Richtung zur Zone 184 zurückzufließen, wobei es am schmolzene Glas oder mineralische Material ge- Boden der Kammer 46 entlangströmt — wie durch drückt, wobei sowohl der Druck als auch die Menge die Pfeile 190 dargestellt ist. gesteuert sind. Während der Umlaufbewegung des Glases zwi-

Der Dampf oder die Druckluft, weiche durch die io sehen den Reihen der Einblasvorrichtungen und der Einblasvorrichtung in die Schmelze gelangt, kann heißen Zone 184 findet die Reinigung und Läuterung durch bekannte nicht dargestellte Mittel gesteuert des Glases statt, so daß es fortlaufend immer homosein, die mit den Rohren 178 in Verbindung stehen. gener wird und seine Qualität mehr und mehr ver-Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die bessert wird, da auf diese Weise eingeschlossene Einblasvorrichtungen 172 der einen Reihe in einem 15 Gase aus dem Glas ausgetrieben und durch den Aus-Abstand von etwa V₃ der Kammerlänge vom Be- puffstutzen für die Verbrennungsgase entfernt werschickungsende des Ofens aus gemessen, angeordnet. den.

Die Einblasvorrichtungen der zweiten Reihe sind in Das geschmolzene Glas auf der rechten Seite der

der Nähe des Auslaßendes der Kammer 46 in einem heißen Zone oder des thermischen Dammes 184 Abstand von der am Auslaß angeordneten Stirnwand 20 (F i g. 6) fließt infolge mechanischer Beeinflussung angeordnet, welche etwa V₈ der Länge der Ofenkam- und Wärmeleitung in kreisähnlichen Bahnen, wobei mer beträgt. sich die obere Schicht von der heißen Zone weg zur

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Vorrichtun- zweiten Reihe der Einblasvorrichtungen 174 hin begen zum Schmelzen, Reinigen und Läutern des GIa- wegt, wo die Pfeile 188 zeigen. Turbulenzwirkungen ses arbeiten wie folgt: 25 der Einblasvorrichtungen 174, die im Glas erzeugt

Das Volumen der Rohmasse wird allmählich ent- werden, bewirken, daß sich die daneben befindliche sprechend dem geschmolzenen oder fließfähigen Zu- Glasmasse nach abwärts bewegt und in umgekehrter stand unter der Einwirkung der im Ofen durch das Richtung in der Zeichnung nach links am Boden des Brenngasgemisch in den Brennern 108 erzeugten Ofens entlang zur heißen Zone 184 fließt, wie die Hitze vermindert. Das Gemenge wird an zwei gegen- 30 Pfeile 192 zeigen.

überliegendcn Stellen am Abgasende des Ofens züge- Das Glas zwischen den Einblasvorrichtungen 174

führt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die der zweiten jReihe und dem Wehr 194 fließt in kreisstark erhitzten Verbrennungsgase oberhalb der förmigen Bahnen in Richtung des Pfeiles 196, unter Schmelze zum Abgasende hinströmen und auf diese dem Einfluß der Einblasvorrichtungen 174; die Strö-Weise dazu betragen, das Rohmaterial in den ge- 35 mung des geläuterten Glases erfolgt aus der Kammer schmolzenen Zustand überzuführen. 46 heraus unter der Abstreifschwelle hindurch in den

Wie die Pfeile 180 in Fig. 6 zeigen, beginnt das Vorherd hinein, wie durch die Pfeile 198 dargestellt. Glas mit zunehmender Überführung in den geschmol- Auf diese Weise wird ein fast vollkommener zenen Zustand in geschlossenen Bahnen zwischen Schmelzvorgang zwischen der Reihe der Einblasvorder ersten Reihe von Einblasvorrichtungen 172 und 4° richtungen 172 und dem Abgasende des Ofens erdem Abgasende des Ofens zu kreisen. Die aus den zeugt.

Einblasvorrichtungen 172 austretende Luft oder Da das Glas von der Kammer 46 kontinuierlich in

der Dampf erregen oder beschleunigen diese den Vorherd abfließt, entsteht dort am Ausgangs-Glasströmung in der Nähe des Abgasendes, wo- ende des Ofens eine Niveausenkung der Schmelze, durch sowohl der Schmelzvorgang als auch die 45 welche einen Bewegungsantrieb für das in der Kam-Erzeugung der homogenen Glasschmelze beschleu- mer 46 vorhandene Glas liefert, der zum Auslaß hin nigt wird. gerichtet ist und durch die kreisförmige Bewegung

Die gestrichelte Linie 184 in Fig. 6 bezeichnet die des Glases während des Reinigungsprozesses und des Mittellinie der Zone der höchsten Temperaturen des Vergütens überlagert ist. Auf diese Weise wird das in Ofens, die durch Einstellung der Brennerröhre 120 50 den Ofen eingebrachte Rohmaterial in den geschmolgesteuert wird. Die Querachse dieser Zone höchster zenen Zustand überführt, wobei die Schmelze am Temperaturen, welche annähernd auf ²A, der Länge Kaminende bis zu einem Niveau ansteigt derart, daß des Ofens vom Abgasende aus gemessen angeordnet während der kreisförmigen Bewegung etwas von der ist, bildet eine thermische Schwelle, welche die Schmelze —■ verursacht durch die fortschreitende Ni-Querbewcgung des Glases während des Reinigungs- 55 veauabnahme am Ausgangsende der Kammer — und Vergütungsverfahrens bewirkt. über die Zone fließt, in der die Einblasvorrichtungen

Die Temperaturdifferenzen in der Glasschmelze 172 angeordnet sind, sowie in denjenigen Teil des bewirken die Entstehung der Glasströmung durch Glases, der sich in einer kreisförmigen Bahn bewegt Wärmeleitung. Bei der in der Ofenkammer 46 vor- (vgl. Pfeile 186 und 190).

handcnen Glasschnelze fließt die obere Schicht von 60 Die in der Zone vorhandene Glasmasse setzt ihre der Zone hoher Temperatur 184 zu Zonen niedriger kreisförmige Bewegung zwischen den Einblasvorrich-Temperatur. Dabei fließt die obere Schicht der Glas- tungen 172 und der heißen Zone 184 fort. Da die masse nach links von der heißen Zone weg — wie Tiefe der Schmelze zum Ausflußende hin abnimmt, Fig. 6 darstellt ·— und zum Abgasende hin, wie die bewegt sich ständig ein Teil des Gases, das die Bah-Pfeilc 186 zeigen, während die obere Schicht der 65 nen, die durch die Pfeile 186 und 190 dargestellt rechten Seite der Zone 184 von der Zone aus in der sind, durchfließt, über die thermische Schwelle bzw. Zeichnung nach rechts fließt, wie durch Pfeil 188 durch die heiße Zone 184 hindurch und wird zu dargestellt. einem Teil der Glasmasse, die sich in den durch die

11 12

Pfeile 188 und 192 dargestellten Bahnen bewegt. Ein Ecken oder einzelnen Teilen des Ofens entstehen Teil der aus dem Gebiet zwischen der heißen Zone könnten, so daß die Neigung zum Entstehen einzel- und den Einblasvorrichtungen 174 stammenden ner kühlerer Bereiche im wesentlichen vermieden ist. Glasmasse bewegt sich kontinuierlich durch die Zone Es ist zweckmäßig, die Temperatur der Schmelze so hindurch in der die Einblasvorrichtungen angeordnet 5 hoch zu halten, daß die Viskosität des Glases gering sind, um sich mit der Glasmasse zu vereinigen, die ist, da unter diesen Umständen eine stärkere Konsich in Richtung des Pfeiles 196 bewegt und dann vektionsströmung im Glas entsteht. Umgekehrt beden Durchgang 199 unter der Abstreifschwelle 194 wirkt das Anwachsen der Viskosität infolge verminpassiert, derter Temperatur die Herabsetzung der Geschwin-Es zeigt sich also, daß das Glas in den verschiede- io digkeit der Konvektionsströmung und die Vermindenen Zonen, die hier als heiße Zonen und als Einblas- rung der Wirksamkeit des Reinigungs- und Läutezone bezeichnet sind, vor dem Ausfließen aus dem rungsvorganges.

Auslaß zum Vorherd hin Bahnen durchläuft, deren Die Überführung des Gemenges in den geschmol-

Gesamtlänge das Mehrfache der Ofenlänge beträgt. zenen Zustand durch das Füllen des Ofens gleichzei-

Während dieses fortschreitenden zyklischen Strö- 15 tig von zwei Seiten am Abgasende des Ofens verbes-

mungsprozesses in den verschiedenen Zonen, bei denen sert den Wärmeausgleich der Schmelzzone, weil das

das Glas im Bodenbereich des Ofens in der einen Gemenge allmählich, so wie es angeliefert wird, er-

Richtung und an der Oberseite der Schmelze in der hitzt wird, nämlich quer zur Mittellinie des Ofens je-

entgegengesetzten Richtung strömt, wird das Glas weils von gegenüberliegenden Seiten aus, so daß nur

ständig gereinigt und verbessert, so daß schließlich 20 geringe Temperaturänderungen bzw. thermische

die Glasmasse, die den Ofen verläßt, völlig homogen Schockwirkungen in der Schmelze entstehen. Dieses

ist. Sie ist insbesondere frei von Verunreinigungen Verfahren für die Bearbeitung von Gemenge und für

und Gasen und daher geeignet, feine Strahlen zu bil- die Reinigung und Läuterung der Schmelze umfaßt

den, aus denen Textilfaden hergestellt werden kön- ferner einen zeitabhängigen Ausgleich im Ofen, durch

nen. 25 welchen das Erreichen einer Temperatur vermieden

Während die kreisförmigen Bahnen in den ver- wird, bei der die Schmelze aufwallt, was nachteilig

schiedenen Zonen in der Schmelze in F i g. 6 als wäre, weil dadurch Eigenschaften der Schmelze be-

längsgerichtete Bewegungen im Ofen dargestellt sind, einträchtigt würden. Das Verfahren nach der Erfin-

bestehen daneben aber auch noch weitere Glasströ- dung ermöglicht das völlige Konstanthalten aller

mungen, die schräg oder quer zur Zentralzone des 30 Faktoren, welche auf die Schmelze einwirken, um

Ofens verlaufen und durch Wärmeleitung entstehen, dadurch Änderungen in den Arbeitsbedingungen zu

die von Temperaturgradienten zwischen der heißen verhindern. ■

Zone im Ofen und den geringeren Temperaturen im Die Einblasvorrichtungen und ihre relative Lage

Bereich der Seitenwandungen des Ofens verursacht sind wichtige Faktoren bei diesem Verfahren, weil

sind. 35 sie auf die Schmelze einwirken und dadurch die kon-

Da die Hitze von den Brennern aus in den Seiten- tinuierliche Wirksamkeit der heißen Zone der

wandungen des Ofens zur Längsmitte des Ofens über Schmelze zwischen den Einblasvorrichtungen stabili-

dessen ganze Länge hin geleitet wird, ist eine Mittel- sieren und einen einwandfreien Wärmeausgleich in

zone erhöhter Temperatur vorhanden, welche quer- der Schmelze bewirken. Durch die erzeugten Tempe-

gerichtete und im Winkel verlaufende Konvektions- 40 raturdifferenzen und die darauf folgenden Konvek-

strömungen des Glases verursacht, weil der heißeste tionsströmungen wird die obere Schicht der Schmelze

Teil der Glasmasse an der Oberfläche von der Mit- zwischen den Reihen der Einblasvorrichtungen ver-

telzone aus den Seitenwandungen strömt, während anlaßt, in entgegengesetzten Richtungen von der hei-

die Glasschicht im Bodenbereich des Ofens im we- ßen Zone 184 abzufließen, ein Umstand der veran-

sentlichen in entgegengesetzter Richtung, nämlich 45 laßt, daß geringe Temperaturänderungen ausgegli-

zur heißen Zone hin, strömt. chen werden, die in einzelnen Teilen des Ofens vor-

Der gesamte Weg, den das Glas bei seiner Bewe- handen sein könnten.

gung von der Schmelzzone am Abgasende des Ofens Es ist ferner wichtig, in der Schmelze eine relativ bis zum Ofenauslaß durchströmt und die Zeitspanne, hohe Temperatur aufrechtzuerhalten, um die eingewährend der die Glasmasse zum Zweck der Reini- 50 schlossenen Gase austreiben zu können,
gung und Vergütung im Ofen verbleibt, ist von ver- Das Gewölbe 96 des Ofens ist mit Öffnungen bzw. schiedenen Faktoren abhängig, die gesteuert werden Kanälen ausgerüstet, welche Thermoelemente 202 können. Einer dieser Faktoren ist die Einstellung des enthalten, die mit entsprechendem Anzeigemittel üb-Glasniveaus, die Einstellung der Brenner 108 und licher Bauart (nicht dargestellt) verbunden sind, zu der Druck des Gases in den Einblasvorrichtungen. Je 55 dem Zweck, die Temperatur in den verschiedenen tiefer nämlich die Glasschmelze im Ofen ist, um so Zonen des Ofens, die über der Schmelze herrschen, größer sind die Temperaturdifferenzen innerhalb der anzuzeigen. Die Seitenwände des Ofens, wie in Fig. 5 Schmelze. Dadurch wird aber auch die Konvektions- dargestellt, sind mit Einblicköffnungen 203 versehen, strömung beschleunigt und hierdurch wiederum die um die optische Überprüfung zu ermöglichen. Der Glasströmung auf den verschiedenen kreisförmigen 60 Boden 86 des Ofens ist ebenfalls mit Thermoelemen-Bahnen im Ofen. ten 204 versehen, welche die Temperatur der

Wenn das Glas im Ofen in Bewegung ist, ist es we- Schmelze in diesem Bereich anzeigen,
niger empfindlich hinsichtlich geringer Temperatur- Die Vorherdvorrichtungen sowie diejenigen für die Schwankungen, die in einzelnen Bereichen der Zuführung des Glasstromes stehen mit dem Schmelz-Schmelze auftreten können, so daß die Erzeugung 65 ofen 18 in Verbindung und sind in Fig. 4 dargeeiner homogenen Schmelze gewährleistet ist. stellt. Der Vorherd weist eine Haupt- oder Verbin-

Eine starke Konvektionsströmung bewirkt den dungsabteilung 60 auf sowie ein Verbindungsteil 61

Ausgleich geringer Temperaturdifferenzen, die in zum Zuführen des vergüteten Glases vom Ofen zu

den weiteren Vorherdabteilungen oder -zweigen 56 bis 59 jeder Anlage (vgl. die F i g. 1 und 5).

Das Verbindungsteil 60 für den Vorherd und das Verbindungsteil 61 sind rechteckig ausgebildet und so gestaltet, daß sie einen Zuführungskanal 210 im Verbindungsteil 60 bilden, der mit einem Glaszuführungs- oder Speisekanal 212 im Verbindungsteil 61 in Verbindung steht. Dabei ist die

Breite des Zuführkanals 212 geringer als die des Kanals 210.

Dort, wo das Verbindungsteil 60 mit dem Ofen in Verbindung steht, ist ein Abstreifblock 194 über dem Boden 86 des Ofens angeordnet, so daß ein verengter Durchgang oder Kanal 199 geschaffen wird, durch welchen das vergütete Glas aus dem Ofen ausfließt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 kungsende eine heiße Zone erzeugt und aufrechter- Patentansprüche: halten wird; und die Gase in einem Abstand quer zur Ofenkammer vor und hinter dieser heißen Zone ein-

1. Verfahren zum Schmelzen und Läutern von geblasen werden, um eine Rezirkulation der Glas in einem Wannenofen, bei dem Konvek- 5 Schmelze in einer Vielzahl von Bahnen über wesenttionsströme durch Einblasen von Gas erzeugt lieh größere Wege als es der Länge der Ofenkammer werden, dadurch gekennzeichnet, daß entspricht, zu erzeugen.

in einer kombinierten Schmelz- und Läuterkam- Erst durch die Kombination des Einblasens von mer in etwa ²/₃ Entfernung vom Beschickungs- Gas mit der Anordnung der heißesten Zonen bzw. ende eine heiße Zone erzeugt und aufrechterhal- io des Quellpunktes an einer bestimmten Stelle gelingt ten wird; und die Gase in einem Abstand quer es, Rezirkulationsströmungen im Sinne der Erfinzur Ofenkammer vor und hinter dieser heißen dung zu erzeugen, dies um so mehr, als bisher Quell-Zone eingeblasen werden- um eine Rezirkula- punkte meist zu dem Zweck vorgesehen waren, ledigtion der Schmelze in einer Vielzahl von Bahnen lieh heißeres Glas gegen das ankommende nicht geüber wesentlich größere Wege, als es der Länge 15 schmolzene Glasgemenge zu richten und zum der Ofenkammer entspricht, zu erzeugen. Schmelzen des Gemenges beizutragen (deutsche Pa-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- tentschrift 1 018 593).

kennzeichnet, daß das Gemenge an sich gegen- Vorzugsweise wird das Gemenge an sich gegenüberliegenden Querbereichen in der Nähe des überliegenden Bereichen in der Nähe des hinteren hinteren Kammerendes zugeführt wird. 20 Kammerendes zugeführt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Zweckmäßig arbeitet man mit einer Vorrichtung rens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Durchführung des Verfahrens, die sich auszeichgekennzeichnet durch eine einzige kombinierte net durch eine einzige kombinierte Schmelz- und Schmelz- und Läuterkammer (46) innerhalb des Läuterkammer innerhalb des Ofens, Aufgabevorrich-Ofens (18), Aufgabevorrichtungen für das Ge- 25 tungen für das Gemenge in der Nähe des auf der anmenge in der Nähe des auf der anderen Seite wie deren Seite wie der Vorherdauslaß angeordneten Kader Vorherdauslaß (60) angeordneten Kamins mins; durch mehrere den Seitenwänden zugeordnete (48); durch mehrere den Seitenwänden zugeord- nach ²/₃-Kammerlänge eine heiße Zone erzeugende nete, nach V₃ Kammerlänge eine heiße Zone er- Einrichtungen mit Steuerung sowie Einblasvorrichzeugende Heizeinrichtungen mit Steuerung sowie 3° tungen in Reihen im Boden quer zur Kammer, wobei Einblasvorrichtungen (178 mit 172; 174) in Rei- eine auf jeder Seite der Hochtemperaturzone sich behen im Fußboden quer zur Kammer, wobei eine findet, t,

auf jeder Seite der Hochtemperaturzone (184) Vorteilhaft ist eine Reihe von Blasenbildnern un-

sich befindet. ter einer Entfernung von etwa V₃ der Kammerlänge

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- 35 vom Beschickungsende aus gesehen und eine zweite kennzeichnet, daß eine Reihe von Blasenbild- Reihe benachbart dem Auslaßende unter einer Entnern (172) unter einer Entfernung von etwa V₃ fernung von etwa V₈ der Länge der Ofenkammer ander Kammerlänge vom Beschickungsende aus ge- geordnet.

sehen und eine zweite Reihe (174) benachbart Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung

dem Auslaßende unter einer Entfernung von 40 sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher eretwa V₈ der Länge der Ofenkammer angeordnet läutert werden, in denen

sind. F i g. 1 einen Grundriß einer Ausführungsform

nach der Erfindung mit mehreren Schmelz- und Ver-

gütungsanlagen oder Öfen zeigt;

45 F i g. 2 ist ein Aufriß einer Anlage nach Fig. 1;

F i g. 3 ist eine Ansicht einer Schmelz- und Vergü-

. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmel- tungsanlage, wobei insbesondere die Anordnung zen und Läutern von Glas in einem Wannenofen, bei eines Brenners für die Wärmeerzeugung zum dem Konvektionsströme durch Einblasen von Gas Schmelzen und Vergüten gezeigt ist;
erzeugt werden (deutsche Patentschrift 486 200). 50 F i g. 4 ist eine rückseitige Stirnansicht der Anlage

Andererseits ist auch ein Verfahren zum Schmel- nach Fig. 3;

zen und gleichzeitigen Läutern von Glas bekanntge- F i g. 5 zeigt im Grundriß einen der Schmelz- und

worden (deutsche Auslegeschrift 1018 593), wobei Vergütungsöfen;

innerhalb der Ofenkammer eine heißeste Zone, der F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch die Schmelz- und

sogenannte Quellpunkt, entsteht. Für die dort ange- 55 Vergütungskammer nach F i g. 5, und
gebenen Zwecke mag der Homogenisierungs- bzw. F i g. 7 ist ein Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 5.

Läuterungsgrad ausreichend sein. Die heutigen An- Anlage, Verfahren und Vorrichtung nach der Erforderungen an die Läuterung von Glas werden hier- findung sind insbesondere zum Schmelzen, zur Herdurch jedoch nicht erfüllt. vorrufung bestimmter gesteuerter Werkstoffeigen-

Das Prinzip, Rezirkulationsströmungen durch Ein- 60 schäften und zum Ausziehen des Glases geeignet, um blasen von Gas herbeizuführen, ist im übrigen eben- vorzugsweise kontinuierlich hieraus dünne Fäden falls bereits bekannt (deutsche Patentschrift herzustellen, wobei selbsttätig arbeitende Vorrichtun-308). gen zum Ausziehen der Fäden Verwendung finden.

Eine wesentlich verbesserte Homogenisierung und Die Erfindung ist aber auch zum Herstellen anderer Läuterung bei wesentlich größeren Rezirkulationswe- 65 in der Wärme erweichender Materialien sowie zur gen erreicht man überraschend erfindungsgemäß da- Herstellung von Fäden aus diesem Material geeignet. durch, daß in einer kombinierten Schmelz- und Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht im

Läutcrkammer in etwa '-/₃-Entfernung vom Beschik- wesentlichen aus einem neuen Schmelz- und Aufbe-