DE1471992C - Kontinuierlich arbeitender Glas schmelzofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich ar- bei der die Elektroden senkrecht vom Boden des beitenden Glasschmelzofen mit einer Läuterzone, Glasofens in die Glasschmelze ragen, die aber auseiner Arbeitszone, einer unterhalb der Oberfläche schließlich entlang der Seitenwände des Schmelzder Glasschmelze liegenden Brückenwandöffnung ofens angeordnet sind. Damit wird die Glasschmelze zwischen der Läuterzone und der Arbeitszone und 5 an den Seitenwänden erwärmt, so daß sich ein ermehreren unterhalb der Oberfläche der Glasschmelze höhter Wandverschleiß ergibt, während die Temperavorgesehenen, gegebenenfalls höhenverstellbaren tür der Schmelze zur Ofenmitte hin abfällt und mit Vorrichtungen zur Erzeugung von örtlichen, verti- dieser Konvektionsströmung auch die Schlacke oder kalen Konvektionsströmungen in der Glasschmelze. auch noch nicht aufgeschmolzene Schmelzenbestand-

AIs Vorrichtung zur Erzeugung von örtlichen, io teile zur Ofenmitte hin konzentriert werden, wodurch

vertikalen Konvektionsströmungen in der Glas- diese ebenfalls leicht in die Arbeitszone gelangen

schmelze wirken bekanntlich wärmeerzeugende Elek- können. Außerdem kann durch die an der Seiten-

troden oder auch Blasrohre, mit denen in der Glas- wand notwendigerweise dichter aneinander ange-

schmelze durch das Aufperlen eines in die Schmelze ordneten Elektroden infolge einer Oberflächen-

eingeführten Gases eine Strömungsbewegung erzeugt 15 strömung in Richtung der Arbeitszone das Eintreten

wird. derartiger unerwünschter Schmelzenbestandteile in

Ein wesentliches Problem bei Glasschmelzöfen die Arbeitszone noch zusätzlich begünstigt werden, liegt darin, die Glasschmelze sowohl in ihrer Zu- Auch bei einer anderen bekannten Elektrodensammensetzung als auch in ihrer Temperatur auf anordnung in der Schmelzzone eines Glasschmelzihrem Weg bis zur Arbeitszone so homogen wie 20 ofens, bei der die Elektroden vom Boden des Glasmöglich zu machen. Dabei wirken sich einerseits die Schmelzofens aus an verschiedene Stellen in die örtliche Erhitzung im näheren Bereich der Elek- Glasschmelze ragen, und zwar bis dicht unter die troden und auf der direkten Verbindung zweier ein- Schmelzenoberfläche, kommt es lediglich auf eine ander jeweils nächstbenachbarter Elektroden und vertikale örtliche Strömung durch besonders starke andererseits die Abkühlung der Glasschmelze an den as Erhitzung von diesen Elektroden an. Diese bekannte Ofenwänden als extreme Einflußgrößen auf die Anordnung gewährleistet aber keine gleichmäßige Temperaturführung eines Glasofens aus, die bisher Durchmischung der Glasschmelze, indem die heißen nicht zu einer optimal homogenen Ofenführung Konvektionsströme derart begrenzt werden, daß sie kombiniert werden konnten, so daß eine Schichten die Ofenwände nicht beeinträchtigen sollen,
bildung innerhalb der Glasschmelze unvermeidlich 30 Es ist auch bekannt, ^zur Erzeugung von Strömunblieb und immer wieder auch noch inhomogene Teile gen innerhalb der Glasschmelze Blasdüsen zu verder Glasschmelze sowie Schlackenverunreinigungen wenden, jedoch entweder durch Anordnungen der in die Arbeitszone gelangen. Blasdüsen quer zur Ofenlängsrichtung nur Kon-

Beim Aufschmelzen der dem Glasschmelzofen zu- vektionsströme mit quer zur Ofenlängsrichtung gesetzten Einsatzstoffe ergibt sich nämlich zunächst 35 liegenden Achsen oder, wegen Anordnung der Blaseine aus den niedrigschmelzenden Einsatzbestand- düsen dicht unterhalb der Schmelzenoberfläche, nur teilen (z. B. Soda und Borax) gebildete Schmelze, Konvektionsströme dicht unterhalb der Schmelzendie mit dem Kalk und dem Sand ein Eutektikum mit oberfläche.

einem gegenüber der fertigen Glaszusammensetzung In keinem Fall, auch nicht bei einer innerhalb

geringeren Kieselsäuregehalt bildet, der sich erst im 40 eines kaminartigen Einbaus eingebauten Blasdüse

Laufe des langsamen Durchlaufs durch den Glas- mit örtlich in der Schmelzzone eng begrenzter

Schmelzofen erhöht, wobei sich allerdings auf der Wirkung, wird eine voll zufriedenstellend homogene

Glasschmelze eine schaumige Schlacke mit über- Durchmischung der Glasschmelze erreicht und gleich-

höhtem Kieselsäuregehalt absetzt, die von der Ar- zeitig gewährleistet, daß unerwünschte Schlacken-

beitszone ferngehalten werden muß, da sie zu In- 45 bestandteile zuverlässig von der Arbeitszone fern-

homogenitäten im Glas führt. gehalten werden.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist es be- Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, diese kannt, die Glasschmelze nahe der Brückenwand Nachteile der bekannten Elektrodenanordnungen zu stärker zu erhitzen, wodurch sich allerdings ein vermeiden, insbesondere also durch besondere Angroßer, in Längsrichtung des Glasschmelzofens ver- 50 Ordnung der Vorrichtungen zur Erzeugung von Konlaufender Konvektionsstrom ergibt, der zwar den vektionsströmen eine durchgehende Umwälzung der kieselsäurehaltigen Schlackenschaum zur Einsatzseite Glasschmelze zu erreichen, die auch eine gleichdes Glasschmelzofens zurückdrängt, der jedoch in- mäßige Transportbewegung der Glasschmelze in folge seiner Länge nur unter Schwierigkeiten einstell- Richtung zur Arbeitszone gewährleistet und dabei bar und insbesondere bei langen Hochleistungs- 55 gleichzeitig den Eintritt von kieselsäurereichem schmelzofen überhaupt nicht zu.erzielen ist, so daß Schlackenschaum in die Arbeitszone verhindert, die Glasschmelze inhomogen bleibt, weil der Kiesel- Diese kombinierte Umwälz- und Transportbewegung Säuregehalt zur Brückenwandöffnung hin ansteigt innerhalb der Glasschmelze soll zudem in ihrer Rich- und die Gefahr der Verunreinigung der in die Ar- tung und Stärke leicht durch Höhenverstellung der beitszone gelangten Glasschmelze bestehenbleibt. 60 Vorrichtungen einstellbar sein und auch verschieden-

Diesem Nachteil unterliegen auch andere bekannte artigen öfen angepaßt werden können. Dabei soll

Elektrodenanordnungen, bei denen die Elektroden die natürliche zentrale Konvektionsströmung so weit

von den Seitenwänden aus waagerecht in die Glas- verstärkt werden, daß eine zu den Ofenseiten hin

schmelze ragen, wodurcli der damit bewirkte un- durchgreifende Umwälzung eintritt und zugleich die

mittelbar zur Arbeitszone hin gerichtete Schmelz- 65 in der Ofenmitte liegende Brückenwandöffnung

strom auch noch das Eindringen der Schlacken- saubergehalten wird.

absonderungen in die Arbcilszone begünstigt. Demgemäß besteht die Erfindung bei einem Glas-Eis ist auch eine Elektrodenanordnung bekannt, schmelzofen der eingangs genannten Art darin, daß

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die Vorrichtungen zur Erzeugung der Konvektions- F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in

Strömungen etwa entlang der Ofenlängsmitte der F i g. 1,

Läuterzone in einer Reihe bis unmittelbar vor die F i g. 3 einen waagerechten Schnitt durch einen Brückenwandöflnung angeordnet sind, wobei die Glasschmelzofen gemäß einer anderen Ausführungs-Glasschmelze entlang des Ofenmittelbereichs auf- 5 form der Erfindung,

steigend und von dort beiderseits zu den seitlichen F i g. 4 einen waagerechten Schnitt längs der Linie

Wänden hin umwälzend in Ofenlängsrichtung bewegt 4-4 in F i g. 5 durch einen Glasschmelzofen, bei

und ein Durchtritt des kieselsäurehaltigen Schaums welchem die Joulesche Wärme erzeugenden Elek-

durch die Brückenwandöffnung vermieden wird. troden in einer bekannten querverlaufenden Reihe

Dabei können als Vorrichtungen zur Erzeugung io quer über den Ofen und nicht, wie im Fall der Er-

von örtlichen, vertikalen Konvektionsstromungen so- findung, in einer Längsreihe angeordnet sind,.

wohl wärmeerzeugende Elektroden als auch Blas- F i g. 5 einen lotrechten Schnitt längs der Linie 5-5

düsen dienen. in F i g. 4, welcher die im Glasschmelzofen gemäß

Durch diese Anordnung erfolgt bei Elektroden F i g. 4 erzeugten Konvektionsströmß veranschau-

zwar die Erhitzung der Glasschmelze in dem ohnehin 15 licht,

ausreichend wannen Bereich entlang der Längsachse F i g. 6 einen waagerechten Schnitt längs der Linie

des Glasschmelzofens, doch sorgt die zu beiden 6-6.in Fig. 11 durch eine abgewandelte Ausführungs-

Ofenwänden hin durchgreifende Umwälzung für eine form der Erfindung, '

vollständige Durchmischung und gleichmäßige Tem- F i g. 7 einen waagerechten Schnitt durch eine

peraturverteilung, während eine ofenlängs gerichtete ao noch weiter abgewandelte Ausführungsform der Er-

Bewegungskomponente die Glasschmelze über ihren findung mit zwei längsverlaufenden parallelen Reihen

Querschnitt praktisch gleichmäßig zur zentralen lotrechter Stabelektroden,

Brückenwandöffnung hin transportiert, die durch den Fig. 8 einen waagerechten Schnitt durch eine Ab-

erfmdungsgemäßen Konvektionsstrom auf die ein- Wandlung des Schmelzofens gemäß F i g. 7 mit zwei

fachste Weise -von den Schlackenabsonderungen frei- 25 längsverlaufenden Reihen lotrechter Stabelektroden,

gehalten wird, die — falls überhaupt noch vor- wobei die Elektroden der einen Reihe gegenüber

handen — zu den Seitenwänden des Glasschmelz- denjenigen der anderen Reihe versetzt angeordnet

ofens weggedrängt werden. sind,

Dafür kann es von besonderem Vorteil sein, wenn F i g. 9 einen Querschnitt längs der Linie 13-13 in

im Zuflußbereich zur Läuterzone auch in Quer- 30 Fig. 8,

richtung des Ofens eine Reihe von Vorrichtungen zur Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie 14-14

Erzeugung von Konvektionsstromungen entlang eines in F i g. 8,

quer zur Ofenlängsrichtung liegenden Bereichs auf- Fig. 11 einen lotrechten Schnitt längs der Linie

steigen und nach vorn und hinten abfließen, so daß 15-15 in Fig. 6,

sowohl die. Bewegung der Glasschmelze in Ofen- 35 Fig. 12 einen waagerechten Schnitt längs der längsrichtung verstärkt als auch das Eintreten un- Linie 16-16 in Fig. 13 durch eine noch weiter abgeschmolzener Chargenteile in die Läuterzone ver- gewandelte Ausführungsform der Erfindung und
hindert wird. F i g. 13 einen lotrechten Schnitt längs der Linie

Eine vorteilhafte Kombination der Elektroden und 17-17 in F i g. 12.

der Blasdüsen ergibt sich dadurch, daß die in Ofen- 40 Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Glasschmelzofen

längsrichtung angeordneten Vorrichtungen zur Er- weist im wesentlichen zwei Seitenwände 20 und 22,

zeugung von Konvektionsstromungen Blasdüsen und eine Rückwand 24 mit einer Zufuhröffnung 26, einen

die in Querrichtung des Ofens angeordneten Vor- Endabschluß 28, einen. Oberteil 30 und einen Boden

richtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmun- 32 auf. Der Ofen ist auf herkömmliche Weise in drei

gen wärmeerzeugende Elektroden sind. 45 Zonen unterteilt, nämlich in eine Schmelzzone 34,

Für eine besonders feinfühlige Einstellung der eine Läuterzone 36 und eine Arbeitszone 38, von Schmelzenführung können die Vorrichtungen zur denen die beiden letzteren durch eine Brückenwand Erzeugung von Konvektionsstromungen innerhalb 40 mit einer unterhalb der Schmelzenoberfläche der Glasschmelze auch in bekannter Weise höhen- liegenden Brückenwandöffnung 42 voneinander geverstellbar sein. Bei der erfindungsgemäßen An- 50 trennt sind. In der Schmelzzone befindet sich die Ordnung können die Vorrichtungen zur Erzeugung Anhäufung 43 des Einsatzmaterials, während der der Konvektionsströme sowohl vom Boden des Glas- auf der Schmelze sich bildende Schlackenschaum 45 Schmelzofens als auch von dessen Seitenwänden her, mit hohem Kieselerdegehalt ebenfalls in Fig. 1 darbeispielsweise in schräg in die Glasschmelze hinein- gestellt ist.

ragender Stellung, angeordnet sein. Dabei kann der 55 Es ist eine längsverlaufende Reihe von Staberfindungsgemäß erzielte Konvektionsstrom auch elektroden 44 vorgesehen, die vom Boden 32 des durch Anbringung von in Ofenlängsrichtung ange- Ofens aufwärts in die Glasschmelze hineinreichen, ordneten und etwa senkrecht in der Schmelze Diese Elektroden sind mit solchem Abstand von den stehenden wärmeverteilenden und den Konvektions- Seitenwänden 20 und 22 des Ofens angeordnet, daß strom führenden Platten begünstigt werden, welche 60 die von ihnen erzeugte Hitze in der die Elektroden an den freien Enden der Elektroden angebracht enthaltenden Längszone 47 die in der Nähe der sind. Seitenwände 20 und 22 herrschende Temperatur um

In der nachfolgenden Beschreibung ist die Er- einen solchen Betrag übersteigt, daß die in F i g. 1

findung in mehreren Ausführungsbeispielen an Hand und 2 angedeuteten spiralig gewundenen Konvek-

von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt 65 tionsströme erzeugt werden.

F i g. 1 einen waagerechten Schnitt längs der Linie Gemäß F i g. 1 und 2 befindet sich die am

1-1 in Fig. 2 durch einen Glasschmelzofen mit den weitesten stromauf gelegene Elektrode etwas stromab

Merkmalen der Erfiivlung, der Anhäufung 43, um die spiraligen Konvektions-

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ströme bereits zum praktisch vollständigen Auf- und Blasen aus dem Glas entfernt werden müssen, schmelzen der Charge zu erzeugen, so daß nach der kann es vorteilhaft sein, wenn sich die Elektroden damit bewirkten Homogenisierung der Glasschmelze bis zu einem höher liegenden Punkt in der Schmelze beim weiteren Schmelzvorgang nur noch die übrig- und gegebenenfalls sogar bis zur Schmelzenobergebliebenen, nicht aufgeschmolzenen Kieselerde- 5 fläche erstrecken. Bei einer derartigen Anordnung ist bestandteile beeinflußt zu werden brauchen. Wenn das an den Elektroden entlang zur Oberfläche hochdiese Bestandteile von den durch die spezielle An- steigende Glas außerordentlich heiß, so daß Glasordnung der Elektroden erzeugten spiraligen Kon- blasen leicht freigegeben werden,
vektionsströmen erfaßt werden, bewegen sie sich Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung

während einer längeren Zeilspanne im umlaufenden io mit einem Glasschmelzofen mit kombinierten Strom, wodurch gewährleistet wird, daß sie vor dem Schmelz-, Schaum- und Läuterzonen beschrieben Erreichen an der Brückenwandöffnung 42 völlig ge- worden ist, kann die erfindungsgemäße Elektrodenschmolzen sind. anordnung jedoch auch auf einen Zweikammer-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schmelzofen angewandt werden, wie er beispiels-Elektroden auf der Mittellinie der Brückenwand- 15 weise in der waagerechten Schnittansicht gemäß öffnung 42 angeordnet, wobei die am nächsten an Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall kann die erder Brückenwand befindliche Elektrode so dicht findungsgemäße Anordnung der Elektroden· speziell neben der Brückenwandöffnung 42 angeordnet ist, in der zweiten Ofenkammer vorgesehen werden, wodaß ein aufwärts gerichteter Konvektionsstrom er- bei das Glas durch die Konvektionsströme zu einer zeugt wird, welcher, wie durch die Pfeile in F i g. 2 20 Bewegung in spiraligen Bahnen gezwungen und hierangedeutet, den stark kieselsäurehaltigen Ober- durch gewährleistet wird, daß das aus der die flächenschaum von der Brückenwandöffnung weg- beiden Kammern voneinander trennenden Durchdrängt und ihn daran hindert, unmittelbar von der trittsöffnung austretende Glas nicht in einer kurz-Schmelzenoberfläche durch diese Öffnung hindurch geschlossenen Bahn unmittelbar zur zweiten, die in die Arbeitszone 38 zu gelangen. Diese Lage der »5 zweite von der dritten Kammer trennenden Öffnung Elektroden ist selbstverständlich in Abhängigkeit von fließt. Gemäß Fig, 3 steht das aus der ersten öffder Größe der verwendeten Elektroden, der Strom- nung 46 austretende Glas unter der Steuerung der dichte usw. speziell anzupassen. Obgleich keine Konvektionsströme und kann nicht in einem gekritische Grenze bezüglich.der anwendbaren Länge raden Strom unmittelbar zur Brückenwandöffnung. 40 der Elektrodenreihe gegeben ist, hat es sich als vor- 30 fließen.

teilhaft erwiesen, die Elektroden in einer Reihe an- Die zahlreichen Vorteile einer Elektrodenanord-

zuordnen, die sich über eine Strecke von ¹Zs bis V2 nung gemäß F i g. 3 sind noch deutlicher an, Hand des Abstands zwischen der Briickenwand 40 und einer nach dem Stand der Technik bekannten Rückwand 24 erstreckt. Wie aus den F i g. 1 und 2 Elektrodenanordnung gemäß F i g. 4 und 5 erkenndeutlich ersichtlich ist, verlagern die spiraligen Kon- 35 bar. Bei dieser Anordnung ist eine Reihe lotrecht vektionsströme den stark kieselerdehaltigen Ober- stehender Elektroden 49 quer über die mittlere flächenschaum im Mittelbereich des Ofens zu den Kammer eines Dreikammer-Schmelzofens hinweg Seitenwänden 20 und 22, wo sie in der Hauptmasse ausgerichtet. Das durch eine erste Durchtrittsöffnung der Glasschmelze aufschmelzen. Die spiralig ge- 46 hindurchtretende, in die Läuterzone 52 gewundenen Konvektionsströme sind speziell insofern 40 langende Material wird von einer ersten Konvekvon Vorteil, als sie ein besseres Vermischen der tionsströmung erfaßt und in begrenztem Ausmaß Glasmasse zur Folge haben und die Glasschmelze vermischt. Sobald das Material jedoch zur stromab wiederholt an den Glas-Hitzepunkten zur Oberfläche gelegenen Seite der Elektrodenreihe gelangt, fließt es bringen, wo Blasen leicht freigegeben werden kön- bei der nächsten Drehung des Konvektionsstroms 56 nen, was eine bessere Homogenität mit sich bringt. 45 unmittelbar in Richtung auf die Brückenwand-Gleichzeitig wird mit feuerfesten Stoffen verunreinig- öffnung 40.

tes Glas vom Ofenboden in die Hauptmasse der Selbst bei einem anderen bekannten Glasschmelz-

Glasschmelze verlagert und auf diese Masse verteilt, ofen, bei welchem um die Brückenwandöffnung so daß auch hierdurch keine Nachteile hervorgerufen herum eine bogenförmige Reihe von Blasen erwerden. 50 zeugenden Einrichtungen vorgesehen ist, ist es nur

Obgleich gemäß den F i g. 1 und 2 in unmittel- teilweise möglich, den stark kieselsäurehaltigen barer Nähe der Elektroden ein freier Oberflächen- Schaum von der Brückenwandöffnung wegzuhalten, bereich vorhanden ist, braucht in der Praxis ober- Bei diesem Ofen wird ein längsgerichteter Konhalb der Elektroden keine klar abgegrenzte freie vektionsstrom erzeugt, so daß die von den Blasen erFläche vorhanden zu sein, vielmehr reicht es aus, 55 zeugenden Einrichtungen aufsteigende Glasschmelze daß die Aufwärtsströmung der Glasschmelze an unter die Anhäufung des Einsatzmaterials gedrängt diesem Punkt so groß ist, daß der kieselsäurehaltige wird und sofort wieder direkt an ihren Ausgangs-Schaum an einem Absinken unmittelbar zur Brücken- punkt zurückkehrt. Bei der erfindungsgemäßen Anwandöffnung 42 gehindert wird. Ordnung wird die Glasschmelze dagegen an einer

Die Höhe, bis zu welcher die Elektroden in die 60 schnellen Fließbewegung zur Brückenwandöffnung Glasschmelze hineinreichen, ist je nach der jeweils gehindert, da sie erst mehrere Male in einer spiraligen gewünschten Wirkung verstellbar. Wenn sich die Strömungsbahn fließen muß, sobald sie unter den Elektroden beispielsweise nur in den unteren Bereich Einfluß der quergerichteten Spiralströme gelangt, der Schmelze hinein erstrecken, beeinflussen sie die so daß der Glasschmelze mehr Zeit für die Homo-Konvektionsströmung in stärkerem Ausmaß, als 65 genisierung und die Läuterung verbleibt.
wenn sie bis nahe unter die Schmelzenoberfläche Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung der

ragen. . " Querbreite der längsverlaufenden Erhitzungszone

Falls bei der Schmelzführung auch Einschlüsse des Glasschmelzofens ist in Fig. 7 veranschaulicht,

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wobei zwei parallele Reihen lotrechter Stabelektroden geben, da zahlreiche bekannte Einphasen- und Mehr-

66 vorgesehen sind. Bis auf den Unterschied der ver- phasenanordnungen verwendet werden können, ohne

größerten Breite der zentralen Erhitzungszone die beschriebenen Vorteile zu beeinträchtigen. Dabei

ähnelt die Arbeitsweise eines solchen Schmelz- ist es jedoch vorteilhaft, zwischen den jeweils an

ofens derjenigen des Glasschmelzofens gemäß den 5 derselben Seite der Längsmittellinie des Ofens be-

F i g. 1 und 2. findlichen Elektroden keinen Stromfluß zuzulassen,

Bei den Elektrodenanordnungen gemäß F i g. 7 da dies dazu führen könnte, daß der gesamte Be-

solltcn die Elektroden der beiden Längsreihen selbst- reich zwischen den beiden Elektroden-Längsreihen

verständlich nicht so weit voneinander entfernt sein, gleichmäßig erhitzt wird, was wiederum die Er-

daß zwischen ihnen und den jeweiligen Scitenwänden io zeugung der erwähnten Konvektionsströmungen be-

keine Abwärtsströmung der Glasschmelze mehr mög- hindern würde. Wenn jedoch die an einer Seite der

Hch ist. Längsmittellinie angeordneten Elektroden unter-

Die Anordnung der Elektroden gemäß F i g. 7 einander gleiche Polarität besitzen und gegenüber eignet sich besonders für die Herstellung von dunkel den Elektroden an der anderen Seite der Mittellinie gefärbtem oder von widerstandsfähigerem Glas. Bei 15 entgegengesetzt polarisiert sind, trachtet die an einer der Verwendung von lotrechten Elektroden, wie den- beliebigen Elektrode befindliche Glasschmelze dajenigen gemäß Fig. 1 und 2, für die Herstellung nach, sich in einem Quer-Konvektionsstrom in Richsolcher Glassorten besteht die Möglichkeit, daß die . tung auf die Ofenseitenwand zu verlagern, wobei der zentrale Erhitzungszone zu schmal ist und die Ofen- an der einen Seite dieser Elektrode erzeugte Konseitenwände somit zu kühl werden. Diese Schwierig- 20 vektipnsstrom, wie dargestellt, zwischen zwei Elekkeit tritt besonders in dem Fall zutage, wenn der troden der anderen Elektrodenreihe hineinreicht. Glasschmelzofen lediglich elektrisch beheizt wird, Bevorzugterweise wird bei der Anordnung gemäß wie dies bei der zweiten Kammer eines Mehr- den F i g. 8 bis 10 Wechselstrom angewandt, so daß kammer-Schmclzofens der Fall sein kann. die Positiv- und Negativsymbole gemäß Fig. 8 je-

Bei allen vorstehend beschriebenen Anordnungen, 25 weils nur für eine halbe Periode gelten, während die

bei welchen mehrere Elektrodenreihen zur Bildung Polarität in der anderen Halbperiode umgekehrt

der längsverlaufenden zentralen Erhitzungszonen wird.

verwendet werden, ist die zwischen den Elektroden Bei der Verwendung von Glasrohren in gleicher

liegende Fläche der Glasschmelze praktisch hinder- Anordnung können ähnliche Konvektionsströme er-

nisfrei, mit dem Vorteil, daß sich die .Konvektions- 30 zeugt werden wie mit Elektroden. Bei Anwendung

strömung an der einen Seile der längsverlaufenden derartiger Einrichtungen werden diese jedoch vor-

Erhitzungszone mit der Strömung an der anderen zugsweise im unteren Drittel der Ofenwanne ange-

Seite am Ofenboden überlappt, was zu einer besseren ordnet.

Vermischung und zu größerer Homogenität führt. Bei analoger Anordnung derartiger blasenbilden-Zur weiteren Verbesserung der erfindungsgemäß ge- 35 der Einrichtungen relativ zueinander bildet das in währleisteten Homogenisierung kann jedoch eine die Glasschmelze eingeblasene Gas ansteigende Glasbeispielsweise in den F i g. 8 bis 10 dargestellte An- schmelzensäulen, wodurch eine bessere Homogenität Ordnung angewandt werden. des Glasprodukts und eine Erhöhung des Heiz-

Bei der Anordnung gemäß den F i g. 8 bis 10 sind Wirkungsgrads des Schmelzofens bewirkt werden

die Elektroden 68 der einen Längsreihe in Längs- 40 kann. -

richtung gegenüber den Elektroden 70 der anderen Die in Fig. 6 und 11 dargestellte Ausführungs-

Längsreihe versetzt angeordnet. Die bei einer solchen form der Erfindung weist zusätzlich zu den in Längs-

Elektrodenanordnung erzielten Ergebnisse sind in richtung hintereinander Abstände voneinander be-

den F i g. 9 und 10 veranschaulicht. Dabei strömt die sitzenden Glas-Aufwärtsströmen noch eine Querreihe

Glasschmelze an der einen Seite jeder Elektrode in 45 von Aufwärtsströmungen der Glasschmelze auf. Das

einem wesentlich längeren querverlaufenden Kon- Ergebnis ist eine T-förmige Anordnung ansteigender

vektionsstrom als an der anderen Seite der Elektrode. bzw. hochquellender Schmelzenströme, die auf be-

Während sich die Glasschmelze in Längsrichtung von sonders vorteilhafte Weise miteinander zusammen-

der einen Querebene, beispielsweise der Ebene 13-13 wirken und die Homogenität des Glases weitgehend

in F i g. 8. zu einer anderen Querebene, z. B. der 50 verbessern.

Ebene 14-14 in Fig. 8, durch den Schmelzofen be- Entlang der Längsmittellinie des Ofens gemäß wegt, wird ein Teil der in der längeren Konvektions- Fig. 6 und 11 ist praktisch auf die Mittellinie der strömung befindlichen Glasschmelze von einem Teil Brückenwand 42 ausgerichtet eine längsverlaufende der längeren Konvektionsströmung der nächsten Reihe von Blasrohren 92, 94, 96 und 98 vorgesehen, Querebene erfaßt. Da diese gemeinsamen Abschnitte 55 von denen sich das Rohr 98 nahe der Brückenwandin entgegengesetzter Richtung strömen, wird das Öffnung 42 befindet. Obgleich keine kritische Grenze Glas in diesem gemeinsamen Strömungsbereich hinsichtlich der anwendbaren Länge der Blasrohrwesentlich gründlicher gemischt als in den dichter an reihe gegeben ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Seitenwänden des Ofens liegenden Bereichen. die Rohre so anzuordnen, daß sie sich über eine Da aber der gründlicher durchgemischte Bereich der 60 Strecke von Va bis Va des Abstands zwischen Schmelze auf die Brückenwandöffnung 42 ausge- Brückenwand 40 und Rückwand 78 erstrecken,
richtet ist, gewährleistet die bessere Vermischung An Stelle der Blasrohre 92 bis 98 können den einen Sicherheitsfaktor gegen ein unerwünschtes Ofenboden durchsetzende lotrechte Stabclektroden Hindurchtreten von stark kieselsäurehaltigem Schaum verwendet werden, wodurch eine noch bessere u. dgl. durch die Brückenwandöffnung 42. 65 Läuterung erzielt wird. Die Blasrohre können jedoch

Die Polarität der vorstehend beschriebenen Elek- auch dann verwendet werden, wertn diese zusätz-

trodenanordnungen, mit Ausnahme derjenigen ge- liehe Läuterung nicht erforderlich ist und die Be-

müß den Fig. 8 bis 10, ist nicht besonders ange- triebskosten für den bei den Elektroden benötigten

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elektrischen Strom eingespart werden sollen. Obgleich in den Figuren einzelne Blasrohre dargestellt sind, können ersichtlicherweise auch in bekannter Weise gruppenförmig zusammengefaßte Rohre vorgesehen sein.

Im Betrieb erzeugen die in Längsrichtung in Reihe angeordneten Blasrohre 92,94,96 und 98 spiralig gewundene, durch den Pfeil 110 angedeutete Konvektionsströmungen, wie sie im Zusammenhang mit den vorangehenden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden. Die in einer Querreihe angeordneten Elektroden 102,104,106 und 108 stellen eine thermische Querschranke mit durch den Pfeil 112 angedeutetem, rückwärts gerichtetem Konvektionsstrom dar. Dieser letztgenannte Konvektionsstrom trägt die Hitze unter das ungeschmolzene Einsatzmaterial 43 und unterstützt das Schmelzen desselben und verhindert ein Eintreten von ungeschmolzenem Material in die Läuterzone. Die andere Hälfte des durch die Querreihe der Elektroden 102 so bis 108 an deren linker Seite gemäß Fig. 6 und 11 erzeugten Aufwärtsstroms der Glasschmelze bewegt sich in den Bereich rechts von der Elektrodenreihe, wo sie aufgefangen wird und in die beiden getrennten spiraligen Konvektionsstromwindungen eingeleitet wird, von denen sich jeweils eine an %iner Seite der Längsmittellinie des Ofens befindet. Dies ist insofern wichtig, als es wünschenswert ist, eine Art sich stromab bewegenden Oberflächen-Konvektionsstroms zu verhindern, welcher sich an der Brückenwand abwärts in die Schmelze hineinbewegen und hierbei unerwünschtes, nicht homogenes Glas durch die Brückenwandöffnung hindurchtreten lassen würde.

Obgleich vorstehend erwähnt wurde, daß die querverlaufende Reihe der Glasschmelzen-Aufwärtsströmungen durch Elektroden hervorgebracht wird, kennen die Elektroden auch durch Blasrohre ersetzt werden, wenn auch unter Inkaufnahme eines gewissen Wirkungsgradverlustes.

In den Fig. 12 und 13 ist eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich den Fig. 6 und 11 dargestellt, die nur mit Elektroden arbeitet.

Entlang der Längsmittellinie des Schmelzofens ist eine praktisch auf die Mittellinie der Brückenwand 42 ausgerichtete Längsreihe lotrechter Elektroden 134 und 136 vorgesehen. Die Elektrode 136 befindet sich dicht an der Brückenwand 132, während die Elektrode 134 an der Stromabseite des Rands der Chargenschicht angeordnet ist. In der Nähe des Einsatzmaterials 142 ist eine Querreihe lotrechter Stabelektroden 138 und 140 vorgesehen.

Im Betrieb erzeugen die in der Längsreihe angeordneten Elektroden 134 und 136 die vorher in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen spiraligen bzw.! gewundenen Konvektionsströme. Die quer angeordneten Elektroden 138 und 140 bilden eine querverlaufende thermische Schranke mit einem rückwärts gerichteten Konvektionsstrom ähnlich Fig. 6 und 11. Bei der Konstruktion gemäß den F i g. 12 und 13 gewährleisten die an Stelle der Blasrohre gemäß F i g. 6 und 11 verwendeten Elektroden 134 und 136 eine zusätzliche Läuterwirkung. Gewünschtenfalls können auch unterhalb des ungeschmolzenen Einsatzmaterials 43 weitere Elektroden zur Beschleunigung des Schmelzens vorgesehen sein, doch muß hierbei sorgfältig darauf geachtet werden, daß die durch diese zusätzlichen Elektroden erzeugten Konvektionsströme nicht die Wirkung der Elektroden 134,136, und 140 bei der Erzeugung der genannten Konvektionsströme übersteuern, weiche die erfindungsgemäß gewährleistete bessere Homogenität hervorbringen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kontinuierlich arbeitender Glasschmelzofen mit einer Läuterzone, einer Arbeitszone, einer unterhalb der Oberfläche der Glasschmelze liegenden Brückenwandöffnung zwischen der Läuterzone und der Arbeitszone und mehreren unterhalb der Oberfläche der Glasschmelze vorgesehenen, gegebenenfalls höhenverstellbaren Vorrichtungen zur Erzeugung von örtlichen, vertikalen Konvektionsströmungen in der Glasschmelze, dadurchgekennzeichnet, daß die Vorrichtung (z. B. Stabelektroden 44) zur Erzeugung der Konvektionsströmungen etwa entlang der Ofenlängsmitte der Läuterzone in einer Reihe bis unmittelbar vor die Brückenwandöffnung (42) angeordnet sind, wobei die Glasschmelze entlang des Ofenmittelbereichs aufsteigend und von dort beiderseits zu den seitlichen Wänden hin umwälzend in Ofenlängsrichtung bewegt und ein Durchtritt des kieselsäurehaltigen Schaums durch die Brückenwandöffnung vermieden wird.

2. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuflußbereich zur Läuterzone auch in Querrichtung des Ofens eine Reihe von Vorrichtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmungen angeordnet ist (Fig. 6, 12), wobei diese Konvektionsströmungen entlang eines quer zur Ofenlängsrichtung liegenden Bereichs aufsteigen und nach vorn und hinten abfließen, so daß sowohl die Bewegung der Glasschmelze in Ofenlängsrichtung verstärkt als auch das Eintreten ungeschmolzener Chargenteile in die Läuterzone verhindert wird.

3. Glasschmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmungen wärmeerzeugende Elektroden sind.

4. Glasschmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmungen Blasdüsen sind.

5. Glasschmelzofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Ofenlängsrichtung angeordneten Vorrichtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmungen Blasdüsen und die in Querrichtung des Ofens angeordneten Vorrichtungen zur Erzeugung von Konvektionsströmungen wärmeerzeugende Elektroden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen