DE1471973A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tafelglas - Google Patents

Description

Dr. Walter Bell

Alfred Hoeppener ^; , · 3. JuJi 1953

Dr. Ham JoadJm Wolff
Hzxir, Chr. Beil

Erankfurt a. IvJ. - Ilödwt

AdelonttraDe 58 Telefon 30 1024, 301025

Unsere Nr. 10794

Pittsburgh Plate Glass Company-Pittsburgh, Pen., V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tafelglas .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Tafelglas, bei welchem geschmolzenes Glas aus einer Glasvorratszone zu einer Zone geleitet wird, aus der das Glas in Bandform gezogen wird, wobei zwischen der Glasvorratszone und der Glaaziehzone eine Glasquellzone gebildet wird, aus der ein erster Glasstrom zur Glasziehzone hin und ein zweiter Glasstrom von der Glasziehzone weg fließt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Teil dieses zweiten Glasstromes gekühlt wird, um seine Strömungsrichtung zur Glasvorratszone hin zu lenken.

Das nach den üblichen und bekannten Verfahren her gestellte Tafelglas ist gewöhnlich in einer oder mehreren Beziehungen unvollkommen. Diese Unvollkommenheiten können sich während dee Schmelzens, Verfeinerns und/oder Verformens er geben und im falle von Tafelglas können sie während der Fertigbehandlung entstehen. Die Fehler, welche während des Schmelzens und Verfeinerns entstehen, beeinträchtigen die sogenannte ¹¹ Metallqualität " dee Glases. Einen dieser Metallqualitäts -

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fehler bezeichnet man als Schliere (ream). Eine Schliere wird in dem vom Glass Division Committee on Classification, Nomenclature and Glossary der American Ceramic Society, !zusammengestellten "Glass Glossary " vom Juni 1948 als "ein Fehler, nicht homogene Schichten in Tafelglas " beschrieben.

In tatsächlich allen Scheibenglasverfahren, von denen es im wesentlichen drei gibt, ist die in der Scheibe erzeugte Schliere ziemlich erheblich und befindet sich stets nahe den Rändern der Scheibe. Die anschließend beschriebene Erfindung ermöglicht es, durch Regulieren des Glasflusses vor der Scheibenherstellung, den Umfang und die Häufigkeit der Schliere in der erzeugten Scheloe wesentlich herabzu setzen und in vielen Fällen die Schlierenbildung in der Scheibe auszuschalten. Dadurch wird selbstverständlich die Qualität des Glases verbessert, da die Schlieren deutlich sichtbar sind und manchmal mit den Mustern, d.h. kleinen Dickeschwankungen, welche sich in der Form von Rippen äußern, in Zugrichtung verlaufen und charakteristisch für gezogenes Scheibenglas sind, verwechselt werden. Die Erfindung wird im Hinblick auf das Pittsburgh- oder Pennvernon-Verfahren zur Herstellung von gezogenem Scheibenglas beschrieben, kann aber selbstverständlich auch bei den Fourcault- und Colburn-Verfahren zum Ziehen von Glasscheiben angewandt werden.

Im Pittsburgh- oder Pennvernon-Verfahren wird Glas in einem großen Schmelztank geschmolzen, welcher mit mehreren Ziehkammern oder -öfen in Verbindung steht,, aus welchen das Glas durch senkrecht angeordnete Ziehmaschinen gezogen wird. Die Tiefe des Glases in den Öfen entspricht der des Schmelztanks und die benötigte Wärme wird dem Ofen durch das ein fließende Glas zugeführt. Zum Eintritt in den Ofen passiert das Glas einem zum Teil untergetauchten feuerfesten Teil, der als Sperre bekannt ist. Die Sperre bildet eine Schranke gegen das Eindringen von Verbrennungsprodukten aus dem Schmelztank in den Ziehofen. Da in den Ziehofen mehr Glas einfließt als in der Scheibe verbraucht wird, findet ein

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Rückfluß des Glases aus dem Ofen in den Schmelztank statt. Die Grundsätze des Konvektionsstromes bestimmen die Fließbewegung des Glases in den Ofen hinein und aus ihm heraus. Auf diese Weise neigt das Glas dazu, in die kältesten Bereiche des Ofens zu fließen, sodaß der Rückfluß des Glases in den unteren Bereich des Ofens erfolgt.

Die vorliegende Erfindung nutzt die Grundsätze des Konvektionsstromes aus, um eine Ausschaltung der Schlierenbildung in Glasscheiben zu erreichen. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Schlierenbildung am stärksten und am häufigsten nahe den Scheibenrändern. Wird das normalerweise an die Bänder der Scheibe fließende Glas abgeleitet, sodaß es schließlich zurück in den Schmelztank fließt, so läßt sich die Schlierenbildung in der Scheibe tatsächlich ausschalten. Die beschriebenen Ergebnisse lassen sich dadurch erzielen, daß man die Temperaturverteilung des in die Scheibe fließenden Glases modifiziert, ohne daß eine Steigerung des An haftens von viskosem Glas an Keramik- oder Tonteile der Ziehanlage eintritt, um die Fließrichtung eines Teils des Glases zu ändern und zu erreichen, daß dieses Glas sich mit dem in den Schmelztank zurückfließenden Glas vereinigt. Die* Temperaturänderung beschleunigt den Abwärtsfluß des Glases im Ofen und zurück zum Tank. Eine Temperaturänderung läßt sich dadurch erreichen, daß man das Glas nahe der Sperre und den Randwänden des Ziehofens selektiv abkühlt, ohne das Anhaften des viskosen Glases an der Sperre und den Randwänden zu steigern und ohne die Viskosität des Glases in Berührung mit der Sperre und den Randwänden des Ofens zu erhöhen. Zweckmäßigerweise sollte jede Abkühlung des in die Ziehanlage fließenden Glases durch den rückfließenden Glasstrom vermieden werden, damit ein hoher Viskositätsunterschied zwischen den beiden Glasströmen gewährleistet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der bei liegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Üblichen Pittsburgh- oder Pennvernon-Ziehofen, der nach der Erfindung mo-. " difiziert Wurde und in dem die Bewegung des Glases in den Ofen hinein und aus ihn heraus sowie die Bewegung des Glases innerhalb des Ofens erkennbar ist.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anlage von Fig. 1 entlang Linie II-II, welche das Ausströmen des Glases in einem modifizierten Pennvernon-Ofen sowie in einem üblichen Pennvernon-Ofen für Vergleichszwecke zeigt.

Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines Teils einer P Anlage ähnlich Fig. 1 und 2, welche zur Erzielung der er findungsgemäßen Ergebnisse dient.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen typischen Pennvernon- oder Pittsburgh-Ziehofen 10, welcher mit einem Schmelz tank 12 in Verbindung steht (von welchem nur ein Teil ge zeigt wird). Der Boden 14 des Ofens ist eine Fortsetzung des Bodens des Schmelztanks , sodaß die obere Begrenzung des Glases 16 sowohl im Schmelztank 12 als auch im Ofen 10 gleich ist.·

Der Ziehofen 10 enthält eine Endwand 16, Seiten oder Bandwände 20 und einen feuerfesten Teil 22, der ale Sperre bekannt ist, welche zum Teil in das Glas 16 eintaucht. Die Sperre 22 verhindert, daß Verbrennungsprodukte aus dem Schmelztank in den Ziehofen gelangen können und daß eich ein Oberflächenfluß des Glases vom einen zum andern ergibt. Der Ziehofen enthält ferner über der Glasoberfläohe eine gekühlte Ziehkammer mit der allgemeinen Bezeichnui^ 34, durch welche das Glasband 26 hindurchbewegt wird. Die Ziehkammer -34 wird durch im Abstand voneinander befindliohe feuerfeste L-Blöoke 28, Ventilatorkühler 30 und Abzugepf annenkühl er 32 abgegrenzt. Eine senkrecht angeordnete, aufgehängte Ma echine 36 (von der nur ein Teil gezeigt wird) welche im Abstand voneinander befindliche Ziehwalzen 38 enthält, liefert die Zugkraft zum Auf wärt sziehen des Glasbandes 26. Das Band

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wird durch geeignete (in der Zeichnung nicht weiter gezeigte oder beschriebene) Schneidvorrichtungen im oberen Teil der Masohine 36 in Scheiben zerschnitten. Die Abzugspfannenkuhler 32 sind so eingerichtet, daß sie alles zer brochene Glas oder Glassplitter, welche innerhalb der Maschine 38 herunterfallen können, aufnehmen. Innerhalb der Ziehkammer 34 und im Abstand von den entgegengesetzten Seiten des Glasbandes 26 befinden sich Maschinenkühler 40, welche Strahlungsenergie aus dem Glasband 26 während seiner Verformung absorbieren. Diese Kühler sowie die anderen beschriebenen Kühler erstrecken sich im wesentlichen über die Breite der Ziehkammer 34. Deckziegel 42 befinden sich «wischen den Vorder- und Hinterwänden des Ziehofens 10 und der L-Blöcke und schließen den Ofen 10 ein. Ein feuerfestes feil 44 mit der Bezeichnung Ziehstange ist in das Glas ein getaucht und stabilisiert die Stellung der gezogenen Scheibe. Im allgemeinen wird ein Haarnadelkühler 46, welcher den Ziehofen überspannt, an der Bückseite des L-Blocka 28 angeordnet, um das in die Ziehanlage fließende Glas in der in der U. S.-Patentanmeldung Ser. Nr. 549.466 vom 28. November 1955 beschriebenen Weise zu konditionieren.

In den Zeichnungen, welche die Kennzeichen der vorliegenden Erfindung enthalten, wird das allgemeine Schema des Glasflusses durch Pfeile angezeigt. Das hereinfließende Glas wird mit A bezeichnet, während der Rückfluß des kälteren Glases durch den Buchstaben B bezeichnet wird. Das Glas aus dem Schmelztank fließt unter der Sperre 22 durch und aufwärts gegen die Oberfläche des Beckens. Das Glas teilt sich in einen Strom gegen die Basis 26a der Scheibe und in einen Strom gegen die Sperre. Der gegen die Sperre fließende Strom vereinigt sich schließlich mit dem zurückfließenden Strom B. Dieser Glasstrom ist als " Quellzone ^M bekannt, welche im allgemeinen mit 8 bezeichnet wird. Sine Quellzone besteht ferner dicht an der vorderen oder Endwand 18 des Ofens. Die Quellzone nahe der Sperre 22 und dem Glasstrom nahe dabei wird in Fig. 2 im Grundriß gezeigt. Das aus der Quellzone herausfließende Glas verteilt sich in Richtung der Seiten dee Ofens oder der kühleren Zonen.

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Wird die Temperaturverteilung des Glases neben und insbesondere nahe der Quellzone geändert, so kann der abgezogene Glasstrom geändert werden. Wird hinter der Quellzone ein Kühler (nahe bei der Sperre 22 aufgestellt, so kühlt sich das von den Händern der Quellzone herabflieflende Glas ab und fließt rascher abwärts in den Bückfluß des Glases zum Schmelztank. Die Scheibe erhält einen größeren Prozentsatz Glas aus der Mitte des Ofens, wobei dieses Glas im allge meinen heißer als jenes an den Rändern ist und außerdem auch im allgemeinen einheitlicher, d.h. homogener ist, sodaß das erzielte Glas wenige oder überhaupt keine Schlierenbildung zeigt.

Zur Erreichung der genannten Ziele werden in der üblichen Pennvernon-Anlage zusätzliche Kurzkühler ver wendet. Diese Kühler werden an der Sperreseite der hinteren Quellzone angeordnet. Die Kurzkühler sind abgedeckt, um ihre Wirkung örtlich zu beschränken. Außerdem wird ein Schirm aus einem feuerfesten Material zwischen die zusätzlichen Kurzkühler und den benachbarten L-Block gestellt, um das vorwärtsfließende Glas vor örtlicher Abkühlung zu schützen. Eine typische Anordnung wird in den Fig. 1 und 5 gezeigt. Aus Gründen der Klarheit ist die Fig. 3 nicht so ausführlich dargestellt wie die Fig. 1.

Nach der vorliegenden Erfindung werden Kurzkühler über dem geschmolzenen Glas nahe der Sperre 22 und an der Sperrseite der Quellzone angeordnet. Die Kurzkühler ragen jeweils nicht weniger als 10 # und nicht mehr als 25 % über die Oberseite hinaus. Mit sehr kurzen Kühlern, d.h. solchen, welche weniger als 10 % der Ofenbreite überragen, lassen sich nur geringe oder überhaupt keine Ergebnisse erzielen und lange Kühler, d.h. solche, welche mehr als 25 5* der Ofenbreite überragen, ergeben zu starke Kühlung und beeinträchtigen den Ziehvorgang durch Erstarren des Glasflusses. Im allgemeinen lassen sich die besten Ergebnisse bei Längen von etwa 15 # der Ofenbreite erzielen. Die Kurzkühler sind jeweils mit einer keramischen Abdeckung 52 mit Seiten- und Endwänden versehen, welche die Kühler umgeben, um eine örtliche Abkühlung des Ofens zu gewährleisten, ohne daP "'e Haftung

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des zähflüssigen Glases an den benachbarten keramischen Teilen oder Tonteilen gesteigert wird, welche zur Sperre und zu den Wänden des Tanks gehören und eine allgemeine Abkühlung verhindern, welche die Formung des Bandes 26 stört. Die vom Kühler 50, durch welchen Wasser strömt, ausgehende Abkühlung, modifiziert die Temperaturverteilung des Glases quer durch den Ofen und beschleunigt das Ab wärtsströmen des dadurch abgekühlten Glases in die Glasmasse im Ofen, welche zum Schmelztank zurückkehrt; dieser Strom ist in Fig. 1 mit B bezeichnet. Den durch die ge strichelten Linien in Fig. 2 angegebenen modifizierten Glasstrom kann man mit dem üblichen Glasstrom vergleichen, der ebenfalls in Fig. 2 mit punktierten Linien angegeben ist. Aus diesem Vergleich geht leicht hervor, daß eine größere Menge des in der Mitte des Ofens fließenden Glases im Band verbraucht wird. Da das in der Mitte fließende Glas homogener ist, wird die Metallquälitat der Scheibe ▼erbessert. Durch die Verwendung der Kühler 50 läßt sich keine Geschwindigkeitsänderung feststellen.

Außer den Kurzkühlern 50 und den dazugehörigen Abdeckungen 52, welche die Kühlungswirkung gegenüber dem Glas beschränken, wird eine keramische Trennwand oder ein Schirm 54 zwischen den Kurzkühlern 50 und dem benachbarten L-Block 28 an Hängevorrichtungen 56 aufgehängt.

Wegen seiner Größe besteht der Schirm 54 aus mehreren Abschnitten, welche insgesamt die Breite des Ziehofens überspannen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Querschnitt im wesentlichen 0-förmig und nimmt ein Rohr auf, welches mit den Aufhängevorrichtungen 56 in Verbindung steht und dessen waagrechten Teil bildet. Die Aufhänge vorrichtungen 56 hängen an einem Teil der Oberkonstruktion dea Ziehofens (in der Zeichnung nicht gezeigt).

Der Schirm 54 verhindert, daß die Abkühlung dee Vorwärtsstromes des Glases, Temperatur (und Viskosität ) des Glases bei der Quellzone und bei der Sperre 22 beeinträchtigt.

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Die Verwendung der oben beschriebenen Anlage, welche wie bereits erwähnt wurde , die Bewegung des Glases eum
Ruckfluß nahe den Seitenwänden des Ziehofens beschleunigt, führte zu einer 50 %-igen oder noch stärkeren Herabsetzung der Schlierenbildung in einer Scheibe. Der Schiim 54 hat
außerdem den Betrieb der Ziehanlage verbessert. Der Schirm verhindert nicht nur unerwünschte Abkühl wirkung en von Seiten der hauptsächlichen Haarnadelkühler und auch der Kurzkühler, sondern dient auch als Strahlungswännereflektor
und verbessert die Einheitlichkeit des Temperaturprofils
quer duroh den Ofen bei gleichzeitiger Senkung der Scheiben dickenabweichungen.

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Claims (4)

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   Patentansprüche;

   Verfahren zum Herstellen von Tafelglas, bei welchem gescHtoeflTzenes Glas aus einer Glasvorratszone zu einer Zone geleitet wird, aus der das Glas in Bandform gezogen wird, wobei zwischen der Glasvorratszone und der Glasziehzone eine Glasquellzone gebildet wird, aus der ein erster Glasstrom zur Glasziehzone hin und ein zweiter Glasstrom von der Glasziehzone weg fließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil dieses zweiten Glasstromes gekühlt wird, um seine Strömungsrichtung zur Glasvorratszone hin zu lenken.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil des zweiten Glasstromes gekühlt wird, der mindestens einer der beiden einander gegenüberliegenden Randbereiche dieses zweiten Glasstromes benachbart ist.

   '
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem Glasschmelztank und einem damit verbundenen Glasziehofen, so daß geschmolzenes Glas frei aus dem Schmelztank in die Glagziehzone fließen kann, Vorrichtungen zum Ziehen des Glases in Bandform aus der Glasziehzone, und einem feuerfesten Sperrteil zwischen dem Schmelztank and dem Ziehofen, der einen Teil der Öffnung zwischen Schmelzt*nk und Ziehzone überdeckt und zu einem Teil in das geschmolzene Glas eintaucht, so daß das aus dem Schmelztank strömende Glas eine Quellzone zwischen diesem Sperrteil und der Ziehsone bildet, aus der ein erster Glasstrom zur Glassiehsone hin und ein aweiter Glaestrom von der Glasziehzone

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   weg fließt, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des I Fltissigkeitsspiegels des geschmolzenen Glases in dem Be i reich, in welchem der zweite Glasstrom von der Glaszieh ^! aone wegfließt, Kühlvorrichtungen angebracht sind, die sich nur in kurzem Abstand von den benachbarten Seitenwänden des Ziehofens über die Glasoberfläche erstrecken.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen Abschirmungsteil, der vom Ziehofen getragen wird und

   ; dessen ganze Breite überspannt, und der bis unmittelbar über die Oberfläche des geschmolzenen Glases im Bereich der Quell-

   k zone reicht.

   Pur Pittsburgh Plate Glass Company

   Rechtsanwalt