DE1471826C - Process for refining molten glass for the continuous production of sheet glass - Google Patents
Process for refining molten glass for the continuous production of sheet glassInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Läuterung der Glasschmelze für die kontinuierliche Herstellung von Tafelglas, das in geläuterter Form als erstarrendes Glasband auf einer glatten Unterlage einem Kühlofen zugeführt wird, sowie Vorrichtungen zur Aus- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for refining molten glass for continuous production of sheet glass, which is fed to a cooling furnace in a refined form as a solidifying glass ribbon on a smooth surface, as well as devices for implementation of the method according to the invention.
Das Verfahren, Tafelglas kontinuierlich herzustellen und dabei eine Oberflächenqualität zu erzielen, die einer Feuerpolitur vergleichbar ist, besteht bekanntlich darin, eine noch formbare Glasschicht über oder durch ein Bad aus geschmolzenem Metall hindurchzüfuhren, für welches Zinn und Zinnlegierungen mit Kupfer bereits um die Jahrhundertwende verwendet wurden.The process of continuously producing sheet glass and it is known to achieve a surface quality that is comparable to fire polishing by drawing a still malleable layer of glass over or through a bath of molten metal, for which tin and tin alloys with copper already at the turn of the century were used.
Bei den verschiedenen Ausführungsformen des bekannten Verfahrens ist die Voraussetzung für die Oberflächenbehandlung eine möglichst weitgehende Läuterung des im Schmelzofen roh geschmolzenen Glases, jedoch ist diese Vorbehandlung mit erheblichen Nachteilen und beträchtlichem Aufwand ver- so bunden. Infolge des Volumens der bekannten Läuterungskammern muß die Glasmasse verhältnismäßig lange Zeit darin zurückbehalten werden, bis die in der Glasschmelze vorhandenen Gasbläschen zur Oberfläche aufsteigen können. Außerdem muß die Glasschmelze eine bestimmte Viskosität haben und . hierzu auf ausreichend hohen Temperaturen gehalten werden. Unter diesen Voraussetzungen ergibt sich leicht eine Lösung der hi der feuerfesten Materialauskleidung der Läuterungskammer vorhandenen Stoffe und der Nachteil, daß auch das in der Glasschmelze üblicherweise vorhandene Soda verdampft. Ein weiterer Nachteil ist die verhältnismäßig große Wärmeenergie und die innerhalb der zu läuternden Glasschmelze.außerordentlich unterschiedliche Temperaturverteilung, also die Schwierigkeit, ein Temperaturgefälle in senkrechter Richtung zu vermeiden bzw. die zur Läuterung erforderliche Temperatur auch den untersten Schichten der Glasschmelze mitzuteilen. Das genannte Temperaturgefälle hat ein entgegengesetztes Gefalle der Viskosität zur Folge, so daß die Aufstiegsgeschwindigkeit der Gasblasen in nachteiliger Weise um so geringer ist, je tiefer diese in der Glasschmelze liegen.In the various embodiments of the known process, the prerequisite for the surface treatment is as extensive as possible Refining of the raw glass melted in the melting furnace, however, this pretreatment is considerable This is associated with disadvantages and considerable effort. As a result of the volume of the known purification chambers the glass mass must be retained in it for a relatively long time until the in the gas bubbles present in the molten glass can rise to the surface. In addition, the Molten glass have a certain viscosity and. kept at sufficiently high temperatures for this purpose will. Under these conditions, a solution to the refractory material lining can easily be found substances present in the refining chamber and the disadvantage that this is also in the molten glass usually existing soda is evaporated. Another disadvantage is its relatively large size Thermal energy and the extremely different temperature distribution within the glass melt to be refined, thus the difficulty of avoiding a temperature gradient in a vertical direction or to inform the lowest layers of the molten glass about the temperature required for refining. The temperature gradient mentioned results in an opposite gradient in viscosity, so that the rate of ascent of the gas bubbles is disadvantageously lower, the lower these lie in the glass melt.
Nach der Läuterung wird die Glasschmelze in der gewünschten Form ausgebreitet, dann zur Oberflächenbehandlung progressiv abgekühlt und dabei über die Metallschmelze hinweggeführt, wobei. ein möglichst laminarer Fluß angestrebt und deshalb Einflüsse auf die Randzonen der Glasschicht vermieden sowie möglichst gleichmäßige Temperaturabstufungen eingehalten werden sollen. Insbesondere muß ein Verlust der durch die Läuterung erreichten Materialeigenschaften im Verlaufe der nachfolgenden Oberflächenvergütung sorgfältig vermieden werden.After refining, the glass melt is in the desired shape, then progressively cooled for surface treatment and thereby passed over the molten metal, wherein. one The aim is to achieve a laminar flow as possible and therefore avoid influences on the edge zones of the glass layer and temperature gradations that are as uniform as possible should be maintained. In particular must be a loss achieved through purification Material properties carefully avoided in the course of the subsequent surface treatment will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile und Schwierigkeiten beim Läutern der Glasschmelze für die kontinuierliche Herstellung von !Tafelglas zu vermeiden und mit mög- liehst geringem Fertigungsaufwand die bekannte Oberflächenvergütung durch ein flüssiges Metallbad mit einwandfrei geläuterter Glasschmelze bis zum erstarrenden Band durchzuführen.The invention is based on the object mentioned disadvantages and difficulties in refining the glass melt for the continuous production of! The well-known surface treatment by means of a liquid metal bath allows little manufacturing effort to be carried out with perfectly refined glass melt up to the solidifying band.
Zur Lösung der genannten Aufgabe kann man den Aufwand für eine Läuterungskammer sehr weitgehend vermeiden, wenn man diesen Arbeitsvorgang unmittelbar der Oberflächenbehandlung vorschaltet und dazu gemäß der Erfindung die in einem Schmelzofen roh geschmolzene Glasmasse ungeläutert und zu einer ebenen Schicht ausgebreitet, zunächst durch eine Läuterungszone über eine glatte Fläche geführt und in einer den Abmessungen des herzustellenden Tafelglases entsprechenden Schicht auf einer zur raschen Läuterung geeigneten Temperatur gehalten, dann in der gleichen Form in einer Entstarrungszone gleichmäßig abgekühlt und danach in bekannter Weise als erstarrendes Band dem Kühlofen zugeführt wird. To solve the stated problem, the expense of a refining chamber can be avoided to a large extent if this work process is used directly upstream of the surface treatment and in addition, according to the invention, in one Melting furnace raw molten glass mass unrefined and spread to a flat layer, initially passed through a refining zone over a smooth surface and in one of the dimensions of the The layer corresponding to the sheet glass to be produced is at a temperature suitable for rapid refining held, then evenly cooled in the same form in a de-solidifying zone and then is fed in a known manner as a solidifying band to the cooling furnace.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren · ergibt sich grundsätzlich der Vorteil, daß die Masse des in geschmolzenem Zustand zu haltenden Glases, insbesondere bei den zur Läuterung erforderlichen Temperaturen, auf diejenige Menge verringert ist, die sich unmittelbar durch den Fertigungsablauf bei der Herstellung des Tafelglases ergibt. Infolgedessen kann die Berührung der Glasmasse mit dem Material einer keramischen Ofenauskleidung auf die für den rohen Schmelzvorgang erforderlichen Temperaturbereiche begrenzt und vor allem die eigentliche Läuterung bei den entsprechend höheren Temperaturen ohne die vorstehend genannten Nachteile durchgeführt werden. Die erforderliche Aufstiegszeit für in der Glasschmelze enthaltene Gasbläschen ist bei gegebenen Temperaturen außerordentlich gering, weil die Aufstiegswege bei Tafelglas sehr klein sind. Man kann Schmelzöfen mit senkrecht angeordneter Schmelzwanne und ohne Läuterungskammer zur Herstellung von Tafelglas verwenden, die bei gleicher Kapazität geringere Oberflächen, weniger Raumbedarf und einen erheblich geringeren Heizbedarf haben.In the method according to the invention, the following results basically the advantage that the mass of the glass to be kept in the molten state, in particular at the temperatures required for refining, is reduced to that amount which results directly from the production process in the manufacture of the sheet glass. Consequently the contact of the glass mass with the material of a ceramic furnace lining on the for the The temperature ranges required for the raw melting process are limited and, above all, the actual refining carried out at the correspondingly higher temperatures without the disadvantages mentioned above will. The required rise time for gas bubbles contained in the glass melt is given Temperatures extremely low because the ascent paths for sheet glass are very small. Man can use melting furnaces with a vertically arranged melting tank and without a refining chamber Manufacture of sheet glass using the same Capacity smaller surfaces, less space requirement and a considerably lower heating requirement to have.
Um die Glasschmelze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandeln, kann das ungeläuterte Glas mit allen bisher bekannten Vorrichtungen geformt und ausgebreitet werden, beispielsweise durch Breitwalzen oder nach den bekannten Verfahren durch Ziehen in waagerechter Richtung oder auch in senkrechter Richtung nach unten. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nun darin, daß sich bei geeigneter Bemessung der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens eine Ausbreitung der Glasmasse auf die ge-" wünschten Abmessungen unmittelbar an den Schmelzofen anschließen kann und infolge der zur Läuterung erforderlichen Temperaturen zu einer sehr gleichmäßigen Ausbreitung der Schmelze auf der glatten und ebenen Oberfläche in der Läuterungszone schon von selbst ergibt. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zum Ausbreiten der Glasmasse in Form eines Bandes, zur Läuterung und zur Erstarrung dieses Bandes, bestehend aus einenr' Schmelzofen, einem Erstafrungsofen und einer Vorrichtung zum Verschieben des Erstarrungsglases, ist vorteilhaft so ausgestaltet, daß mit dem im wesentlichen eine Läuterungszone nicht aufweisenden Schmelzofen der Eingang einer Läuterungszone verbunden ist, die im ganzen durch eine ebene und waagerechte Oberfläche, eine Vorrichtung zur Herstellung einer bandförmigen Schicht aus flüssigem Glas mit einer der herzustellenden Glastafel entsprechenden Dicke und durch einen aus Boden, Decke und Seitenwände gebildeten und mit einer Heizeinrichtung versehenen Raum für die Aufrechterhaltung der zur Läuterung des Glasbandes erforderlichen Temperatur sowie durch einen Auslaß als Verbindung von der Läute-In order to treat the molten glass by the method according to the invention, the unrefined Glass can be shaped and spread with all previously known devices, for example by wide rolling or according to the known method by pulling in the horizontal direction or also in a vertical direction downwards. A major advantage of the method according to the invention consists in the fact that, with a suitable dimensioning of the device for carrying out the method, a spread of the glass mass on the desired dimensions can connect directly to the melting furnace and as a result of the refining required temperatures to a very uniform spread of the melt on the smooth and a flat surface in the purification zone by itself. Device for executing the Process for spreading the glass mass in the form of a ribbon, for refining and for solidification this belt, consisting of a melting furnace, an initial furnace and a device for Moving the solidification glass is advantageously designed so that essentially a refining zone not having melting furnace is connected to the entrance of a refining zone, which in the whole through a flat and horizontal surface, a device for making a band-shaped Layer of liquid glass with a thickness corresponding to the glass sheet to be produced and by one formed from the floor, ceiling and side walls and provided with a heating device Space for maintaining the temperature required to refine the glass ribbon as well through an outlet as a connection from the bell
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rungszone mit dem Ofenteil der Erstarrungszone ge- wünschten Geschwindigkeit abzukühlen, damit escooling zone with the furnace part of the solidification zone desired speed so that it
bildet ist. " · . . . rasch aus der sogenannten Entglasungszone austritt.forms is. "·... Quickly emerges from the so-called devitrification zone.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrich- In der Erstarrungszone wird das Glas vorzugsweise tung sehr ähnlich, jedoch in der Form abgewandelt von einem Bad aus geschmolzenem Metall getragen, sein, daß die glatte Fläche in der Läuterungszone 5 um dem Glasband auf seinen Oberflächen das Ausaus einem ebenen Blech, vorzugsweise aus Molybdän, sehen der Feuerpolitur zu verleihen. Das Bad aus besteht, das waagerecht auf einem Boden aus feuer- geschmolzenem Metall muß auf der gleichen Höhe festem keramischem Material aufruht und mit Rän- liegen wie die waagerechte Oberfläche der Affinierzone dem zur seitlichen Begrenzung der aufgenommenen und kann die gleiche Breite oder eine größere Breite Glasschicht versehen ist. Die steuerbare Abstufung io wie dieselbe aufweisen. Im ersten Fall muß die Erder Glastemperaturen in der Erstarrungszone und starrungszone mit Einrichtungen versehen sein, welche die in bekannter Weise am erstarrten und über ent- das Anhaften des erstarrten Glases an den Längswänsprechende Förderrolle ablaufenden Glasband an- den der Wanne verhindern, die das Bad aus geschmolgreifenden Zugvorrichtungen erlauben eine sehr sorg- zenem Metall enthält. Das Bad wird jedoch gegen fältige Einregelung des Verfahrensablaufes, und 15 Oxydation durch das Glasband geschützt, welches zwar ohne die erfindungsgemäße Läuterung der un- dasselbe vollständig bedeckt. Im zweiten Fall muß mittelbar am Ausgang des Schmelzofens ausgebrei- die Erstarrungszone Einrichtungen zur Führung des teten Glasschmelze zu beeinträchtigen. Glasbandes aufweisen sowie auch noch andere Ein-In addition, the device according to the invention can preferably be used in the solidification zone very similar, but modified in shape, carried by a bath of molten metal, be that the smooth surface in the refining zone 5 to give the glass ribbon on its surfaces the appearance of a flat sheet, preferably of molybdenum, to give the fire polish. The bathroom off that is horizontal on a floor of molten metal must be at the same height solid ceramic material and with edges like the horizontal surface of the affining zone that for the lateral limitation of the recorded and can be the same width or a greater width Glass layer is provided. Have the controllable gradation io like the same. In the first case, the earth must be Glass temperatures in the solidification zone and solidification zone be provided with devices which that in a known manner on the solidified and on the adherence of the solidified glass to the longitudinal wall Conveyor roller to prevent running glass ribbon on the tub, which the bath from molten Pulling devices allow a very careful metal contains. The bathroom, however, is against Wrong regulation of the process sequence, and 15 oxidation protected by the glass ribbon, which although without the refinement according to the invention, the same is completely covered. In the second case, must The solidification zone spreads out indirectly at the exit of the melting furnace to affect the molten glass. Have glass ribbon as well as other input
In der Läuterungszone kann man dem Verfah- richtungen, welche die durch das Glasband nicht be-In the refining zone one can follow the procedures which are not affected by the glass ribbon.
rensablauf entsprechend hohe Temperaturen erzeu- 20 deckten seitlichen Abschnitte der Oberfläche desThe drainage process generates correspondingly high temperatures, covered lateral sections of the surface of the
gen, bei welcher die Glasmasse außerordentlich Bades aus geschmolzenem Metall gegen Oxydationgen, in which the glass mass is extraordinarily bath of molten metal against oxidation
rasch geläutert wird. Die Aufrechterhaltung der schützen.is quickly purified. Maintaining the protect.
Temperaturen wird bei Strahlungsheizung durch die Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
Reflexion an der Trennfläche des Glases mit der gemäß der Erfindung weist in der Affinierzone des in
darunterliegenden Metalloberfläche begünstigt. Nach as dünner Schicht ausgebreiteten Glases eine ebene und
Bedarf können unmittelbar die heißen Gase des waagerechte Metalloberfläche auf.
Schmelzofens zur Temperaturerhöhung herangezo- Bei einer ersten Äusführungsform besteht diese
gen werden. Entsprechend gestaffelte Heizeinrichtun- Metalloberfläche aus einem Blech, das auf einem
gen können insbesondere auch innerhalb der flüssi- Boden aus feuerfestem keramischem Material aufruht,
gen Metallbäder sowie als Kühleinrichtung dienende 3° Dieses Blech ist an den Längsrändem der Oberfläche
Umlaufkanäle für Kühlflüssigkeit dicht unterhalb des vorzugsweise erhöht, um einen Kanal zu'bilden, in
flüssigen Metalls angeordnet werden. Das flüssige welchem sich die Glasschicht während der Affinierung
Metall hat bekanntlich eine außerordentlich hohe verschiebt. Das Blech besteht aus einem Metall, das
Wärmeleitfähigkeit und infolgedessen praktisch kei- feuerfest und gegen den Angriff des Glases widernen
Temperaturgradienten auch an der Oberfläche. 35 standsfähig ist, vorzugsweise aus Molybdän.
Infolgedessen sind die Behandlungstemperaturen der Bei anderen Ausführungsformen wird die Metall-Glasschicht
über die Läuterungszone bis zum Aus- oberfläche durch die Oberfläche eines Bades aus gegarig
für das erstarrte Glasband in jedem Querschnitt schmolzenem Metall gebildet, das in einer Wanne aus
der Glasmasse nahezu gleich. Die im Bereich der feuerfestem keramischem Material enthalten ist. Das
Trennwand unterhalb der Metalloberfläche zweck- 4° Bad kann aus Silber oder einer Silberlegierung bemäßig
vorgesehene Schwelle im Form eines Quer- stehen, wie z.B. aus einer Legierung von Silber mit
dammes trennt die beiden Zonen verschiedener Ar- Kupfer oder Zinn. Das Bad kann aber auch aus
beitstemperaturen sehr wirksam. Der Temperatur- Zinn oder einer Zinnlegierung bestehen, wie z. B. aus
verlauf in der Durchgangsrichtung ist in der Läute- einer Legierung von Zuin mit Kupfer oder Blei. .
rungszone praktisch ein konstanter Temperaturwert, 45 Wenn als Bad aus geschmolzenem Metall Zinn
der im Bereich der Trennwand bzw. Schwelle zu- oder eine Zinnlegierung verwendet wird, erstreckt sich
nächst abnimmt und dann mit einstellbarer Neigung das Bad vorzugsweise über die ganze Länge der.Affibis
auf den gewünschten Endwert am Ausgang der nierzone und der Erstarrungszone. Wenn jedoch für
Erstarrungszone sehr einzuregeln ist über die Heiz- das Bad Silber oder eine Silberlegierung verwendet
einrichtungen bzw. über die Temperatur oder Menge 50 wird, kann sich das Bad nur über die Affinierzone
des flüssigen Kühlmittels der Kühleinrichtungen. In- erstrecken, und in der Erstarrungszone muß ein Bad
folge ihrer geringen Dicke ist die erfindungsgemäß aus einem Metall verwendet werden, das einen niegeläuterte
Glasmasse auch bezüglich ihrer Viskosität drigeren Schmelzpunkt aufweist wie z.B. Zinn oder
außerordentlich gleichmäßig im Zustand von weniger eine Zinnlegierung. Diese beiden Bäder können in
als 104 Poise. Das Aufsteigen der Gasbläschen ist 55 einer einzigen Wanne enthalten und, voneinander
unter diesen Voraussetzungen außerordentlich rasch durch einen Querdamm getrennt sein, der fast bis zui
möglich, und die Glasschicht kann auf der glatten Oberfläche der Bäder ansteigt. Die Verwendung eines
waagerechten Metallfläche oder Metallschmelze in solchen Dammes ist auch zu empfehlen, wenn in der
der Läuterungszone laminar fließen bzw. gleiten. In- Affinierzone ein Bad aus Zinn oder einer Zinnlegiefolgedessen
kann die Glasschicht beim erfindungs- 60 rung verwendet wird, weil das thermische Verhalten
gemäßen Verfahren energiesparend und zuverlässig des Bades aus geschmolzenem Metall in dieser Zone
geläutert werden. von jenem des Bades in der Erstarrungszone sehr yer-The device for carrying out the method reflection at the interface of the glass with the according to the invention points in the affinier zone of the underlying metal surface is favored in the case of radiant heating. After a thin layer of glass is spread out, the hot gases of the horizontal metal surface can immediately hit the surface as required.
Melting furnace used to increase the temperature. Correspondingly staggered heating device - metal surface made of a sheet metal that rests on a gene in particular also within the liquid floor made of refractory ceramic material, metal baths as well as a cooling device serving 3 ° This plate is on the longitudinal edges of the surface circulation channels for cooling liquid just below the preferably increased to zu'bilden a channel to be placed in liquid metal. The liquid which the glass layer moves during the refining of metal is known to have an extraordinarily high shift. The sheet consists of a metal that has thermal conductivity and consequently is practically fire-resistant and temperature gradients that are resistant to attack by the glass, including on the surface. 35 is stable, preferably made of molybdenum.
As a result, the treatment temperatures are the same. In other embodiments, the metal-glass layer is formed from the refining zone to the finish surface by the surface of a bath of metal that has been melted for the solidified glass ribbon in every cross-section, which is almost the same in a tub made of the glass mass. Which is included in the field of refractory ceramic material. The dividing wall below the metal surface can be made of silver or a silver alloy in the form of a transverse threshold, such as an alloy of silver with a dam separating the two zones of different ar, copper or tin. But the bath can also be very effective from working temperatures. The temperature tin or a tin alloy exist, such as. B. from course in the direction of passage is in the Läute- an alloy of Zuin with copper or lead. . If the bath of molten metal is made of tin or a tin alloy is used as a bath of molten metal, the next decreases and then the bath preferably extends over the entire length of the Affibis with an adjustable incline the desired final value at the exit of the kidney zone and the solidification zone. However, if the solidification zone needs to be regulated very much via the heating facilities, the bath silver or a silver alloy is used or via the temperature or quantity 50, the bath can only be located via the affinier zone of the liquid coolant of the cooling facilities. In- extend, and in the solidification zone, a bath must be used due to its small thickness, which according to the invention is made of a metal which has a refined glass mass, also with a lower melting point in terms of viscosity, such as tin or extremely uniform in the state of less than a tin alloy. These two baths can be in as 10 4 poise. The rise of the gas bubbles is contained in a single tub and, under these conditions, can be separated from one another extremely quickly by a transverse dam, which is almost up to i, and the glass layer can rise on the smooth surface of the baths. The use of a horizontal metal surface or molten metal in such a dam is also recommended if the refining zone is flowing or sliding in a laminar manner. In the affinier zone a bath made of tin or a tin alloy, as a result, the glass layer can be used in the invention because the thermal behavior of the bath of molten metal in this zone can be refined in an energy-saving and reliable manner in accordance with the method. that of the bath in the freezing zone is very
Die Erstarrungszone, in welcher die Glasschicht schieden ist. Die Wanne, die das Bad aus geschmolverfestigt werden muß, um ein Glasband zu bilden, zenem Metall zur Läuterung der Glasschicht enthält, das noch genügend formbar ist, um am Auslaß dieser 65 umfaßt, wie bekannt, auch Legierungen von Silber Zone von einem Walzenförderer aufgenommen zu und Zinn, braucht also eine ausreichend temperaturwerden, kann auf irgendeine Weise ausgebildet wer- feste Blechauskleidung. Diese besteht zweckmäßig den, wenn sie nur fähig ist, das Glas mit der ge- aus Molybdän und verhindert Verluste des geschmol-The solidification zone in which the glass layer is separated. The tub that the bath melted from must be to form a ribbon of glass, contains zenem metal to refine the glass layer, which is still sufficiently malleable to include, as is known, alloys of silver at the outlet of this 65 Zone picked up by a roller conveyor to and tin, so needs to be sufficiently temperature can be formed in any way solid sheet metal lining. This is expedient which, if only it is capable, the glass with the molybdenum and prevents loss of the molybdenum
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