DE1596446C3 - Verfahren und Ofen zum Aufschmelzen und/oder Raffinieren von Glas - Google Patents

Description

ger Art zurückzuhalten, die so zu den Formgebungsstellen gelangen.

Man kennt auch vertikale Schmelzöfen, in denen das geschmolzene Glas im unteren Teil entnommen wird (vgl. belgische Patentschrift 444 944), z.B. durch den Boden (vgl. belgische Patentschrift 461 118). Diese Öfen haben einen thermischen Wirkungsgrad, der höher ist als der der Wannenöfen, jedoch zeigen sie im Hinblick auf das Raffinieren dic-

für die Verarbeitung großer Glasmengen, die einer kontinuierlichen Fabrikation dienen, geeignet gemacht werden. Darüber hinaus besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, Wciterbil-S düngen, wie sie nachstehend beschrieben sind, so vorzunehmen, daß sie besondere Vorteile aufweisen. Die Lösung dieser Aufgabe bzw. Aufgaben erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß die Masse des aufgeschmolzenen, in der zentralen

selben Nachteile wie letztere wegen der Konveklions- io Zone befindlichen Glases, die im Vergleich zu dem ströme, die durch die Berührung des Glases mit den in der äußeren Zone befindlichen Glas volumcnmäkalten Wänden des Ofens erzeugt werden und die Big den größten Teil des in der Wanne befindlichen vertikal von unten nach oben entgegen der Richtung geschmolzenen Glases ausmacht, thermisch isoliert der Fortbewegung des Glases, die zum Boden hin ge- gehalten wird, den Oberflächenschichtcn der Masse richtet ist, zirkulieren. Diese Öfen erfordern somit 15 des aufgeschmolzenen Glases eine um eine Vertikalem Raffinieren in einer getrennten Spezialkammer, achse gerichtete Kreisbewegung verliehen wird und was eine vorherige Beheizung des Glases erfordert die Temperatur der Obcrflächenschichten der Masse und somit zur Folge hat, daß wenigstene ein Teil des des aufgeschmolzenen, in der zentralen Zone befindwirtschaftlichen Vorteils des vertikalen Ofens verlo- liehen Glases auf einem Wert gehalten wird, der rengeht. Diese Öfen haben außerdem niemals ange- 20 praktisch gleichmäßig und höchstens gleich demjeniwendet werden können zum Schmelzen großer Men- gen der die zentrale Zone umgebenden Oberflächengen von Glas, die Einrichtungen zur kontinuierlichen schichten ist.

Fabrikation erfordern, wie z. B. bei der Fabrikation Man bringt die obere Schicht der Glasmasse in

von Glasscheiben oder Spiegeln. Sie sind vielmehr eine kreisende Bewegung, indem man sie der Wirvorgesehen zum Schmelzen kleiner Mengen von Spc- 25 kung wenigstens eines Brenners unterwirft, von dem zialgläsern, z. B. von optischen Gläsern, die ein Raf- man die Flamme in die Richtung richtet, die der finieren unter hohem Druck erfordern, das unter be- kreisenden Bewegung entspricht, die man dem Glas sonderen, sehr schweren Bedingungen durchgeführt erteilen will. Man kann die Flamme des Brenners auf wird. die Oberfläche des Glasschmelzbades richten oder

Aus der belgischen Patentschrift 632 510 ist ferner 3° sie unmittelbar in dieses einblasen, ein Verfahren zum Aufschmelzen von Glas bekannt. Erfindungsgemäß wird die Temperatur der Ober-

bei dem ein vertikaler Schmelzofen angewandt wird, flächcnschichten der Masse des aufgeschmolzenen, in aus dessen unterem Teil das geschmolzene Glas der zentralen Zone befindlichen Glaser, auf einem durch eine Öffnung im Boden entnommen wird und Wert gehalten, der praktisch gleichmäßig und höchder tangential an der Oberfläche des Bades angeord- 35 stens gleich demjenigen der die zentrale Zone umgenete Brenner aufweist, mit deren Hilfe das Ausgangs- benden Oberflächenschichten ist, was vorzugsweise material und die oberhalb der Schmelzmasse befind- dadurch erfolgt, daß man die zentrale Zone kühlt liehen Gase in eine Drehbewegung versetzt werden. oder sie geringer erwärmt als die am Umfang lie-Durch Einspeisung des Ausgangsmaterials an der Pc- gendc Zone.

ripherie des Glasbades soll der Weg dieses Ausgangs- 40 Man hält vorzugsweise die Gleichmäßigkeit der materials längs einer Radialrichtung, die sich von der Temperatur der sich zum Boden fortbewegten Glas-Peripherie gegen die Mittelzone hin erstreckt, verlängert werden. Der genannte Ofen enthält im unteren
zentralen Teil einen Streckkegel aus Metall, einem

Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, der nur eine 45 Konvektionsslrömen zu kühlen, isoliert, volumenmäßig geringfügige Menge der gesamten Erfindungsgemäß bringt man die Ausgangsmatc-

Glasmasse aufzunehmen vermag. Dieser Ofen weist rialicn in bevorzugter Weise auf der Umfangszone ebenso wie die bereits erwähnten bekannten Vorrich- der Oberfläche des in der Wanne befindlichen Glastungen den Nachteil auf, daß sich unerwünschte un- bades oder auf der zentralen Zone der Oberfläche kontrollierbare Konvektionsströme in der den 50 des Gla'sbades ein. Gemäß einer bevorzugten Aus-Streckkegcl speisenden Glasmasse ergeben, die unge- führungsform erfolgt der Eintrag der Ausgangsmateschmolzene Teilchen der Ausgangsmaterialien mit- rialien auf die Oberfläche des Glasbades, das sich in reißen, durch die das Glas verunreinigt und qualita- einer Erweiterung der Wanne erstreckt, wozu man tiv gemindert wird. Weiterhin ist die Durchmischung die Ausgangsmaterialien in einer Richtung zu der der Glasschmelzmasse für die Ausbildung einer ho- 55 Wanne schickt, die einer dem Glas, das sich in ihr bemogenen Glasschmelze nicht ausreichend, was zur findet, erteilten kreisenden Bewegung entspricht. Ge-Folge hat, daß derartige Öfen für eine kontinuier- maß einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform liehe Verarbeitung großer Glasmengen nicht hinrei- der Erfindung schmilzt man die Ausgangsmaterialien chend geeignet sind. in einer Schmelzkammer, die von der Wanne getrennt

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, 60 ist, und leitet das geschmolzene Glas zu dieser hin in ausgehend von den eingangs beschriebenen Öfen und einer Richtung, die einer kreisenden Bewegung in der auch von den Öfen der zuletzt beschriebenen Art, das Wanne entspricht.

Verfahren zum Aufschmelzen und/oder Raffinieren Durch die Maßnahmen des Verfahrens wird das

von Glas so zu leiten und den Ofen zur Durchfüh- Glas allein zu der Bewegung veranlaßt, die notwenrung dieses Verfahrens so auszubilden, daß die 65 dig ist zur Speisung der Formgebungsstellen; man Nachteile der bekannten Arten, insbesondere die vermeidet somit Konvektionsströme, die durch Übervorbeschriebenen Nachteile vermieden werden. Er- lagerung und Zufügung vom absteigenden Fluß rafindungsgemäß sollen das Verfahren und der Ofen sehe Bewegungen des geschmolzenen Glases verursa-

massc aufrecht, indem man sie gegen die äußeren Wände der Wanne, die in der Lage wären, das Glas während seiner Fortbewegung unter Erzeugung von

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chen würden, was die Gefahr in sich schlösse, das Mittel zur Begrenzung der Temperatur des Zentral-

Mitreißen von Körnern der nicht geschmolzenen bereiches der oberen Schicht der in der zentralen

Komposition zu bewirken. Zone befindlichen Masse an aufgeschmolzenem Glas

Durch Versuche wurde festgestellt, daß das erfin- aufweist, und daß Brenner vorliegen, die an der äu-

dungsgemäße Verfahren ein sehr zufriedenstellendes 5 ßeren Einfassung der Wanne angebracht oder gegen

Raffinieren ermöglicht, und zwar unter sehr wirt- das Glasbad geneigt sind in solcher Weise, daß der

schaftlichen Bedingungen, weil man die Wärmeverlu- Oberflächenschicht des Glasbades eine Kreisbewe-

ste beträchtlich vermindert. Das Glas, das die Form- gung verliehen wird. .

gebungsstellen speist, ist vollständig homogen und Das Glas der zentralen Kammer ist also nicht in frei von nicht geschmolzenen Körpern. io Berührung mit den kalten äußeren Wänden der

Erfindungsgemäß homogenisiert man die sich zum Wanne, so daß sich in der zentralen Kammer keine

Boden hin fortbewegende Glasmasse und vergleich- Konvektionsströme bilden.

mäßigt in Querrichtung ihre Temperatur, indem man Um die Vergleichmäßigung der Temperatur des

ihre obere Schicht in eine horizontal kreisende Bewe- Glasbades zu begünstigen, weist die Wanne weniggung versetzt. Wegen der Fortbewegung des Glases _i5 stens ein Mittel auf, das dazu dient, die Temperatur

in Richtung auf den Boden zu, wandelt sich die in der zentralen Zone der oberen Schicht dieses Ba-

kreisende Oberflächenbewegung rasch um in eine des zu begrenzen.

nach unten gerichtete schraubenförmige Bewegung. Diese Begrenzung der Temperatur kann beispiels-Diese schraubenförmige Bewegung vermindert sich weise bewirkt werden auf sehr einfache Art mit Hilfe nach und nach in dem Maße, wie das Glas sich dem _ao einer Öffnung im Gewölbe oberhalb der zentralen Boden der Wanne nähert; so daß die aufeinanderfol- Zone des Glasbades, wobei durch diese Öffnung die genden Schichten der Glasmasse aufeinandergleiten verbrannten Gase entfernt werden. Die zu dieser öff- und so einem Wärme- und Materialaustausch unter- nung hin von der zentralen Zone des Glasbades abworfen sind, was darauf hinzielt, die Vergleichmäßi- gestrahlte Wärme ist verloren, wohingegen das Gegung zu bewirken. 25 wölbe nur einen Teil der Wärme absorbiert, die von Man hat festgestellt, daß das unter diesen Bedin- der Zone des Bades, die es bedeckt, abgestrahlt wird, gungen ausgeübte Raffinieren rasch vonstatten ging während das Gewölbe den Teil der Wärme, den es im oberen -Teil der Glasmasse, die gut homogen ge- nicht absorbiert, zu dieser Zone zurückschickt Darmacht worden ist und eine gleichförmige Temperatur aus ergibt sich eine gleichförmige Abkühlung der aufweist. Die Glasmasse bewegt sich also zum Boden 30 oberen Schicht des Glasbades, weil die Abkühlung hin fort unter Aufrechterhaltung der Homogenität der zentralen Zone, die allein durch die Strahlung und Gleichförmigkeit der angenommenen Tempera- bedingt ist, im wesentlichen übereinstimmt mit der tür, da sie nicht durch Konvektionsströme gestört Abkühlung der Umfangszone, die zum Teil durch die wird. Strahlung und zum Teil durch die Nachbarschaft der

Den Ausgangsmaterialien, die eventuell die Um- 35 äußeren Wand der Wanne bedingt ist. fangzone des Glasbades bedecken, wird diese krei- Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsart umsende Bewegung, die die Homogenisierung des Glases faßt die Wanne eine Vorrichtung zur Kühlung der bewirkt, erteilt. Um die in einer seitlichen Erweite- zentralen Zone der Oberfläche des in der zentralen rung aufgebrachten Ausgangsmaterialien zur Wanne Kammer enthaltenen Glasbades. Wenn das Gewölbe hinzuschicken, unterwirft man die Oberfläche des 40 der Wanne vom Glasbad nicht zu entfernt ist, ordnet Glasschmelzbades in dieser Erweiterung der Wirkung man in seinem zentralen Teil wenigstens ein Kühlelewenigstens eines Brenners, den man zur Oberilache ment an, z. B. einen kreisförmigen Behälter, der von des Bades hin neigt in einer Richtung, die einer einer kühlenden Flüssigkeit durchflossen ist. Wenn kreisenden Bewegung des Glases in der Wanne ent- das Gewölbe vom Glasbad entfernt ist, ist es vorzuspricht. Um das in einer von der Wanne getrennten 45 ziehen, das Kühlelement zwischen dem Gewölbe und Kammer geschmolzene Glas zur Wanne hinzuleiten, dem Bad anzuordnen, und zwar in der Nähe des Baunterwirft man es der Wirkung wenigstens eines des. In gewissen Fällen ist es auch zweckmäßig, den Brenners, der in das geschmolzene Glas eingetaucht zentralen Teil des Gewölbes flach zu bauen, damit und in eine Richtung gerichtet ist, die der vorer- dieser die von der zentralen Zone des Glasbades abwähnten kreisenden Bewegung entspricht. 50 gestrahlte Wärme stärker absorbieren kann. Außer-Die Erfindung betrifft ferner einen für die Durch- dem ist es zweckmäßig, wenn der zentrale Teil des führung des Vertahrens geeigneten Aufschmelz- und/ Gewölbes einen Wärmeleitungskoeffizienten hat, der oder Raffinationsofen, der zur Aufnahme eines Glas- höher ist als derjenige des Umfangsteiles, z. B. indem schmelzbades bestimmt ist und aus einer von einer man den zentralen Teil aus einem Material ausbildet, äußeren Einfassung gebildeten Wanne, einem Ge- 55 das einen erhöhten Leitungskoeffizienten hat, oder wölbe und einer Sohle besteht, wobei die Wanne auf indem man ein Geölbe mit Wärmedämmung verwender Sohle eine zweite Einfassung aufweist, die innen det, wobei die Wärmedämmung des zentralen Teiles liegt, von der äußeren Einlassung umgeben ist und weniger stark ist als die des Umfangsteiles. Ferner eine Höhe aufweist, die niedriger ist als die Höhe des kann man durch das Zentrum des Gewölbes hin-Glasbades, in das sie eintaucht unter Bildung zweier 60 durchragend ein Organ anordnen, das dazu dient, ein Zonen, wovon die eine zentrale durch die innere Ein- Kühlfluidum auf die zentrale Zone des Glasbades zu fassung begrenzt und die zweite äußere zwischen den blasen. Diese Ausführungsart der Kühlung ist vorbeiden Einfassungen gelegen ist, und wobei ferner teilhaft, weil sie eine leichte Regelung der Kühlwirauf der Zone mindestens ein in der zentralen Zone kung gestattet durch Regelung der Menge eingeblasegelegener Ablauf vorgesehen ist, durch den sich das 65 ner Luft oder durch Annähern oder Entfernen der aufgeschmolzene Glas in die Kammern zur Speisung Austrittsöffnung der eingeblasenen Luft zum Glasder Verformungsvorrichtungen ergießt, der dadurch bade hin bzw. vom Glasbade weg. gekennzeichnet ist, daß die Wanne mindestens ein In der äußerem Umschließung der Wanne an-

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geordnete Brenner münden beispielsweise oberhalb der Umfangszone des Glasbades, gegen welche sie in einer Richtung geneigt sind, die der kreisenden Bewegung entspricht, die man der oberen Schicht des Glasbades erteilen will. Diese Brenner, deren Flamme regelbar ist zur Regelung ihres Wirkungsbereiches, bewirken gleichzeitig das Schmelzen der Materialien und die kreisende Bewegung. Diese kreisende Bewegung in Kombination mit der Regelung der Temperatur der zentralen Zone des Glases bewirkt die Vergleichmäßigung der Temperatur gleichzeitig mit der Homogenisierung des Glasbades. Wenigstens eine öffnung im Gewölbe oder in der äußeren Wand der Wanne dient der Entfernung der verbrannten Gase. "

Nach einer anderen Ausführungsform wird das Schmelzen der Materialien bewirkt durch Gasstrahlungsbrenner oder elektrische Widerstände, während die kreisende Bewegung erzeugt wird durch wenigstens einen Brenner, der in der Umfangszone des Bades mündet, und zwar in einer Richtung, die der kreisenden Bewegung entspricht, die man zu erhalten -wünscht.

Die Speisung des Glasbades durch Schmelzen der Ausgangsmaterialien wird beispielsweise durchgeführt in der Umfangszone und ergibt zahlreiche Möglichkeiten der Anpassung an bekannte Beschickungsvorrichtungen.

Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform umfaßt die Wanne in ihrer äußeren Umschlie- ßung wenigstens eine Öffnung oberhalb des Glasbades, durch welche eine Beschickungsvorrichtung die Ausgangsmaterialien auf die Oberfläche der Umfangszone des Bades schüttet. Gemäß einer anderen Ausführungsform, bei der man verbrannte Gase benutzt, um das Schmelzen der Ausgangsmaterialien zu bewirken, werden diese über der Umfangszone des Glasbades verteilt durch wenigstens eine öffnung am Rande des Gewölbes. Die auf das Bad aufgebrachten Materialien werden in dessen kreisende Bewegung während ihrer Schmelzung versetzt.

Nach, einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Wanne durch ihre äußere Wand hindurch mit einem Anbau verbunden, der Mittel zur Heizung und eine Beschickungsvorrichtung für die Ausgangsmaterialien umfaßt. Die Ausgangsmaterialien können in diesem Anbau geschmolzen werden oder zur Umfangszone der Wanne geleitet werden. Zum Schmelzen der Ausgangsmaterialien im Anbau, welcher dann eine Schmelzkammer bildet, ist dieser von der Wanne getrennt durch eine Abdämmung, die teilweise in die obere Schicht des Glasbades eingetaucht ist. Diese Abdämmung verhindert das Eindringen der Materialien in die Wanne vor ihrem Schmelzen. Das aus dem Schmelzen der Materialien entstandene Glas dringt in die Umfangskammer der Wanne ein, indem es sich unter dieser Abdämmung vorbeibewegt. Wenigstens ein Brenner ragt durch die Wand des Anbaues unter dem Niveau des Glases, in welchem er mündet, und ist in eine Richtung gerichtct, die einer kreisenden Bewegung des Glases in der Wanne entspricht.

Es ist indessen vorteilhaft, die in den Anbau eingebrachten Ausgangsmaterialien in die Wanne zu leiten. Hierzu läßt man die Oberfläche des Bades frei, und man trennt den Anbau von der Wanne durch eine Abdämmung, die sich über den Boden erhebt und eine Höhe hat, die geringer ist als die Höhe des Glasbades. Wenigstens ein Brenner, der die Wand durchragt, mündet oberhalb des Glasbades, gegen das er in einer Richtung geneigt ist, die einer kreisenden Bewegung des Glases in der Wanne entspricht.

Es ist ersichtlich, daß der Anbau ohne irgendeine Abdämmung benutzt werden kann. - .

Das Einbringen der Ausgangsmaterialien in den Anbau kann durchgeführt werden mittels einer bekannten Beschickungsvorrichtung. Jedoch ordnet man entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oberhalb der Oberfläche des im Anbau enthaltenen Glasbades eine Wärmeaustauschsäule an, deren unterer Teil verbunden ist mit einer Öffnung zur Ableitung der verbrannten Gase der Wanne und in deren oberen Teil die Ausgangsmaterialien als Streugut eingeleitet und danach vorgewärmt werden.

Ferner ist es, wenn die Möglichkeit gegeben ist, nützlich, im Zentrum des Gewölbes eine öffnung vorzusehen, durch welche man mittels einer regelbaren Hilfsbeschickungsvorrichtung auf die Oberfläche der zentralen Zone des Glasbades eine regelbare Menge von Ausgangsmaterialien aufbringen kann. Die so gebildete zentrale Insel der Materialien bildet eine sehr wirksame thermische Abschirmung.

Der Boden der Wanne umfaßt in seinem zentralen Teil wenigstens eine öffnung, die mit einem oder mehreren Kanälen verbunden sind, die das Glas zu den Kammern zur Speisung der Formgebungsstellen führen. Der Boden kann auch mehrere Öffnungen umfassen, von denen jede verbunden ist mit einem entsprechenden Kanal, der das Glas zu einer Entnahmekammer führt.

Die Zeichnung zeigt als Beispiele mehrere Ausführungsformen der Erfindung.

Die F i g. 1 zeigt als Vertikalschnitt gemäß der Linie I-I in F i g. 2 einen Ofen gemäß der Erfindung in einer einfachen Form mit einer Beschickungsvorrichtung für das Ausgangsmaterial bzw. für die Ausgangsmaterialien und einen Abstichkanal, der mit einer Öffnung im Boden verbunden ist.

Die F i g. 2 ist ein Horizontalschnitt gemäß der Linie II-II von Fig. 1.

Die Fig.3 zeigt den Vertikalschnitt eines Ofens, der ähnlich demjenigen der F i g. 1 und 2 ist, außerdem jedoch eine Gebläsevorrichtung umfaßt.

Die F i g. 4 zeigt als Horizontalschnitt einen Ofen mit drei Abstichkanälen, die mit einer Öffnung im Boden verbunden sind.

Die Fig.5 zeigt als Vertikalschnitt einen Ofen, der durch das Gewölbe mit Ausgangsmaterial beschickt wird.

Die F i g. 6 zeigt als Vertikalschnitt einen Ofen, in den das Ausgangsmaterial durch eine Austauschsäule eingebracht wird.

Die Fig.7 zeigt als Horizontalschnitt gemäß der LinieVII-VII von Fig.8 einen Ofen, in welchem das Ausgangsmaterial in einem Anbau geschmolzen wird.

Die Fig. 8 ist ein Vertikalschnitt gemäß der Linie ■ VIII-VIII von Fig.7.

Die F i g. 9 zeigt den Vertikalschnitt eines Ofens, in den das Ausgangsmaterial durch eine Austauschsäule in einen Anbau eingebracht wird.

Die Fig. 10 zeigt als Horizontalschnitt einen Ofen mit drei Absticlikanälen, die mit drei öffnungen im Boden verbunden sind.

Die Fig. 11 ist der Horizontalschnitt eines Ofens

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mit acht Kanälen, die mit acht öffnungen verbunden Bei der Ausführungsform gemäß. F i g. 5 hat die

sind. Umschließung 2 keine öffnung zum Einbringen des

In den verschiedenen Figuren sind dieselben Teile Ausgangsmatcrials. Dieses wird eingebracht auf der mit denselben Ziffern bezeichnet. Oberfläche der Umfangszone des Glasbades durch

Der Ofen gemäß den F i g. 1 und 2 umfaßt eine 5 eine Reihe von öffnungen 32 längs des Umfanges Wanne 1, die durch eine kreisförmige Umschlie- des Gewölbes 3. Das Gewölbe 3 ist überbaut von ßung2 aus feuerfestem Material, ein Gewölbe 3 und einem Trichter 33, der das Ausgangsmaterial 13 enteinen Boden 4 gebildet ist. Eine zweite kreisförmige hält und eine erweiterte Basis 34 aufweist, in deren Umschließung 5, die konzentrisch zur ersten ist, er- Innern ein Konus 35 das Ausgangsmaterial zu den hebt sich über den Boden 4 bis zu einer Höhe, die et- io öffnungen 32 hin leitet. Eine rotierende Platte 36 was geringer ist als die Höhe des Bades 6 aus ge- verteilt das Material auf dem Konus 35. schmolzenem Glas, das in der Wanne 1 enthalten ist Ein Kühlelement, das z. B. einen kreisförmigen

und dessen Oberfläche mit 7 bezeichnet ist. Die Behälter 37 aufweist, der zur Zirkulation von Wasser kreisförmige Umschließung 5 teilt die Wanne 1 in mit den Zu- und Ableitungen 38, 39 verbunden ist, zwei Kammern: eine zentrale Kammer 8, die durch 15 ist über der zentralen Zone des Glasbades angeorddie Umschließung 5 umgrenzt wird, und eine am net. Die Entfernung der verbrannten Gase erfolgt Umfang liegende Kammer 9, die durch die Umschlie- durch eine öffnung 40 in der Umschließung 2. ßungen 2 und 5 umgrenzt wird. Das Gewölbe 3 hat in Die Fi g. 6 zeigt einen Ofen ähnlich demjenigen

seinem Zentrum eine öffnung 10, mit der eine Lei- der Fig.5, in welchem man jedoch die verbrannten tung 11 verbunden ist, die der Entfernung der ver- 20 Gase benutzt, um eine Vorwärmung des Ausgangsbrannten Gase dient und eventuell zu einer nicht ge- materials zu bewirken. Hierzu ist die Umschließung 2 zeichneten Wärmerückgewinnungsvorrichtung führt. vertikal verlängert, um eine Säule 41 zu bilden. Das Die Umschließung 2 weist eine öffnung 12 auf, Gewölbe 3 hat dieselbe Beschickungsvorrichtung, wie durch die die Ausgangsmaterialien 13, die in einem sie in Fig.5 dargestellt ist. Es hat außerdem eine Trichter 14 enthalten sind, auf die Oberfläche? des »5 zentrale öffnung 10, die mit einer Leitung 11 zur Glasbades 6 oberhalb der Kammer t geschüttet wer- Entfernung der verbrannten Gase verbunden ist den unter Zwischenschaltung einer Verteilungswalze Diese Leitung tritt unter dichtem Abschluß durch die 15 mit Flügeln und einer schiefen Ebene 16. Durch Basis 34 des Trichters und durch den Konus 35 hindie Umschließung 2 hindurchragende Brenner 17 durch. Das Ausgangsmaterial 13 fällt entlang der münden oberhalb der Oberfläche 7 des Glasbades 6, 30 Umschließung 2 herunter und wird dabei erwärmt gegen das sie in einer Richtung geneigt sind, die tan- durch die Gase, die in umgekehrter Richtung zirkugential ist, an eine gedachte Kreislinie, die zwischen Heren.

den zwei Umschließungen 2 und 5 gezeichnet ist und Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Variante der Ausfiih-

im wesentlichen gleichbleibenden Abstand von die- rung, bei der das Ausgangsmaterial in einer Erweitesen hat. Unter der Wirkung dieser Brenner wird der 35 rung der am Umfange der Wanne befindlichen Kamoberen Schicht des Glasbades 6 ebenso wie den im mer geschmolzen wird. Die Umschließungen 2 und 5 Schmelzen befindlichen Ausgangsmaterialien, die die haben die Form eines Polygons, das sich bei dieser Umfangszone des Glasbades bedecken, eine krei- Ausführungsart besser eignet, ohne jedoch, unerläßsende Bewegung erteilt. Die Glasmasse in der am Hch zu sein, das aber auch benutzt werden könnte Umfang liegenden Kammer9 nimmt nicht unmittel- 40 bei den Konstruktionsbeispielen gemäß den Fig. 1 bar an der Speisung der Formgebungsstellen teil. Sie bis 6. Die Umschließung 2 weist in dem unteren Teil hält jedoch die Umschließung 5 auf einer solchen einer ihrer Seiten eine Öffnung 42 auf, durch welche Temperatur, daß diese keine Konvektionsströme im die am Umfang liegende Kammer 9 verbunden ist Glasbade der Kammer 8 erzeugen kann. Das ge- mit einem Anbau 43, ded durch den Boden 44, welschmolzene Glas fließt von der Kammer 8 zu den 45 eher den Boden 4 der Wanne verlängert, die Vorder-Formgebungsstellen durch den Kanal 18, der mit der wand 45 und die Seitenwände 46 und 47 gebildet ist. öffnung 19 im Boden 4 verbunden ist. Die Seitenwand 47 ist in Ausrichtung mit der Seite

Der Ofen gemäß Fi g. 3 ist ähnlich demjenigen der 48 der Umschließung 2 angeordnet. Der Teil 49 der F i g. 1 und 2, weist aber außerdem eine Vorrichtung Umschließung 2, der sich oberhalb des Glasbades 7 auf zum Einblasen eines gasförmigen kühlenden 5° befindet, ist in die obere Schicht des Bades einge-Fluidums auf die Oberfläche der zentralen Zone des taucht, um zu verhindern, daß das schmelzende Ma-Glasbades. Die Öffnung 10, mit der die Ableitung 11 terial in die Wanne eindringt. Das Ausgangsmaterial verbunden ist, ist nach dem Rand des Gewölbes 3 zu 13, das im Trichter 14 enthalten ist, wird auf die angeordnet. Das Gewölbe umfaßt in seinem Zentrum Oberfläche des Bades am Ende des Anbaues 43 miteine Öffnung 20, in der eine Blasdüse 21 angeordnet 55 tels der Flügelwalze 15 geschüttet. Brenner 50 sind ist, die mittels der mit einem Regelventil 24 versehe- oberhalb des Glasbades in den Wänden 46 und 47 nen Leitung 23 mit einem Ventilator 22 verbunden angebracht. Andere Brenner 51 treten durch die ist. Die Höhe der Austrittsöffnung der Düse 21 wird Stirnwand 45 hindurch und münden im Bad in einer ■ geregelt durch ihre Verschiebung in der Leitung 23. Richtung, die der kreisenden Bewegung des Glases in

Die F i g. 4 zeigt einen Ofen ähnlich demjenigen 60 der Wanne entspricht. Eine Abdeckung 52 zwischen der Fig. 1 und 2 oder 3, außer daß die Öffnung 19 der Umschließung2 und der Walze 15 weist eine im Boden mit drei Kanälen 25, 26 und 27 verbunden Öffnung 53 auf für die Ableitung der verbrannten ist. Die Kanäle 25 und 26 speisen z. B. zwei Kam- Gase des Anbaues mittels der Leitung 54. Das Gemern 28 und 29 zur Herstellung von gezogenem wölbe der Wanne 1 hat eine Öffnung 10 und eine Glas, während der Kanal 27 eine Kammer 30 speist, 65 Leitung 11 zur Ableitung der verbrannten Gase diedie eine Speiseleitung 31 aufweist, die der Speisung scr Wanne.

einer nicht gezeichneten Maschine zum Blasen von Strahlungsgasbrenner 55 von einstellbarer Rich-

Flaschcn dient. tung sind benachbart dem Gewölbe 3 oberhalb der

Kammer 9 angeordnet. Diese Brenner können eventuell zahlreicher und über eine größere Ausdehnung verteilt sein. An Stelle von Strahlungsgasbrennern kann man auch elektrische Widerstände benutzen, z. B. aus Siliciumcarbid oder Molybdänsilicid. S

Außerdem hat das Gewölbe 3 eine zentrale Öffnung 56, über der eine Hilfsbeschickungsvorrichtung angeordnet ist, die eine Förderstrecke 57 aufweist, die dazu dient, das Ausgangsmaterial 13 in einen kleinen Trichter 58 zu schütten. Durch Regelung der von dieser Beschickungsvorrichtung gelieferten Menge regelt man die Ausdehnung und die Dicke der kreisförmigen Bedeckung 59 des Materials auf der Oberfläche der zentralen Zone des Glasbades. Diese Bedeckung gestattet, die Temperatur der oberen Schicht des Glases in dieser Zone auf den gewünschten Wert zu begrenzen.

Die F i g. 9 zeigt als Variante einen Anbau, der wie derjenige der Fig.7 und 8 angeordnet ist, aber in dem das Material beim Schmelzen zur am Umfang liegenden Kammer 9 hin geleitet wird. Der Anbau ist außerdem kombiniert mit einer Vorwärmsäule für das Material. Die sechseckige Umschließung 2 hat im oberen Teil einer ihrer Seiten eine Öffnung 60, durch die die Wanne 1 mit einem Anbau 61 verbunden ist, der aus dem Boden 62, der Stirnwand 63, den Seitenwänden 64 und dem unteren Teil der Umschließung 2 besteht, deren Höhe an dieser Stelle etwas niedriger ist als die Höhe des Glasbades 6. Brenner 65 in der Stirnwand 63 münden oberhalb des Glasbades, gegen das sie geneigt sind in einer Richtung, die einer kreisenden Bewegung des Glasbades in der Wanne 1 entspricht. Die Wände 64 weisen auch Brenner 66 auf, die zum Glasbad hin geneigt und in Richtung auf die Wanne gerichtet sind. Die Abdekkung 67 des Anbaues 61 hat eine öffnung 68, die überbaut ist von einer Säule 69, in die das Ausgangsmaterial 13 durch eine öffnung 70 des Gewölbes 71 eingebracht wird. Die Beschickungsvorrichtung für das Ausgangsmaterial umfaßt eine Förderschnecke 72, die das Material auf einen Verteilerkonus 73 schüttet. Die Säule 69 ist am unteren Teil verbunden mit der Leitung 11 zur Ableitung der verbrannten Gase der Wanne und des Anbaues. Diese Gase werden, nachdem sie die Säule 69 im Gegenstrom zu dem Material durchlaufen haben, schließlich durch die Leitung 74 abgeleitet. Das Gewölbe 3 der Wanne weist eine Wärmedämmung 75 auf, deren Dicke sich von den Rändern zum Zentrum hin vermindert, um so durch Strahlung eine stärkere Abkühlung in der zentralen Zone des Bades als in der Umfangszone zu erhalten.

Die Fig. 10 zeigt als Variante eine andere Ausführungsform der Speisung der Formgebungsstellen. Gemäß dieser Ausführungsform hat der Boden der Wanne 1 in seinem mittleren Teil drei Öffnungen 76, 77 und 78, die mit drei einzelnen Speisekanälen 79, 80 bzw. 81 verbunden sind.

Man erkennt, daß die Zahl der Kanäle nicht auf drei beschränkt ist. Die Fig. 11 zeigt als Beispiel einen Ofen mit acht Kanälen, die sternförmig angeordnet und von denen jeder durch eine besondere öffnung gespeist ist. Um eine gute Verteilung des Flusses des Glases durch den Boden zu erhalten, sind, wie man sieht, vier Kanäle 82 entsprechend verbunden mit vier Öffnungen 83, die auf einer mit 84 bezeichneten Kreislinie liegen, während die Kanäle 85 entsprechend verbunden sind mit vier öffnungen 86, die auf einer Kreislinie 87 liegen, die konzentrisch zur ersten ist.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufschmelzen und/oder Raffinieren von Glas, bei dem das zu Glas verarbeitbare Gemisch eingespeist wird in einen zur Aufnahme eines Glasschmelzbades bestimmten Schmelzofen, bestehend aus einer von einer äußeren Einfassung gebildeten Wanne, einem Gewölbe und einer Sohle, wobei die Wanne auf der Sohle eine zweite Einfassung aufweist, die innen liegt, von der äußeren Einfassung umgeben ist und eine Höhe aufweist, die geringer ist als die Höhe des Glasbads, in das sie eintaucht unter Aufteilung der Wanne in zwei Zonen, wovon die eine zentrale durch die innere Einfassung begrenzt und die zweite äußere zwischen den beiden Einfassungen gelegen ist, und wobei ferner das zu Glas zu verarbeitende Gemisch aufgeschmolzen und aus dem Ofen ablaufen gelassen wird durch mindestens einen in der zentralen Zone gelegenen Ablauf in der Sohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des aufgeschmolzenen, in der zentralen Zone befindlichen Glases, die im Vergleich zu dem in der äußeren Zone befindlichen Glas volumenmäßig den größten Teil des in der Wanne befindlichen geschmolzenen Glases ausmacht, thermisch isoliert gehalten wird, den Oberflächenschichten der Masse des aufgeschmolzenen Glases eine um eine Vertikalachse gerichtete Kreisbewegung verliehen wird und die Temperatur der Oberflächenschichten der Masse des aufgeschmolzenen, in der zentralen Zone befindlichen Glases auf einem Wert gehalten wird, der praktisch gleichmäßig und hochstens gleich demjenigen der die zentrale Zone umgebenden Oberflächenschichten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten der in der Wanne befindlichen Glasmasse dadurch in eine horizontal kreisende Bewegung versetzt werden, daß sie der Wirkung wenigstens eines Brenners unterworfen sind, dessen Flamme in eine der zu erteilenden kreisenden Bewegung entsprechende Richtung gerichtet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme auf die Oberfläche des Glasbades gerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme in das Glasbad eingeblasen wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zentralen Zone begrenzt wird, indem sie weniger als die Umfangszone erhitzt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zentralen Zone begrenzt wird, indem sie gekühlt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des sich zum Boden hin bewegenden Glases gegen die kalten Wände der Wanne, die in der Lage wären, das Glas während seiner Fortbewegung unter Erzeugung von Konvektionsströmen zu kühlen, isoliert werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmaterialien auf der Umfangszone der Oberfläche des in der Wanne befindlichen Glasbades eingebracht werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmaterialien auf der zentralen Zone der Oberfläche des Glasbades eingcbrachFwercIen. '

10. Aufschmelz- und/oder Raffinationsofen zur Durchführung.desJVerfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, der zur Aufnahme eines Glasschmelzbades bestimmt ist und aus einer von einer äußeren Einfassung gebildeten Wanne, einem Gewölbe und einer Sohle besteht, wobei die Wanne auf der Sohle eine zweite Einfassung aufweist, die innen liegt, von der äußeren Einfassung umgeben ist und eine Höhe aufweist, die niedriger ist als die Höhe des Glasbades, in das sie eintaucht unter Bildung zweier Zonen, wovon die eine zentrale durch die innere Einfassung begrenzt und die zweite äußere zwischen den beiden Einfassungen gelegen ist, und wobei ferner auf der Sohle mindestens ein in der zentralen Zone gelegenen Ablauf vorgesehen ist, durch den sich das aufgeschmolzene Glas in die Kammern zur Speisung der Verformungsvorrichtungen ergießt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne mindestens ein Mittel zur Begrenzung der Temperatur des Zentralbereiches der oberen Schicht der in der zentralen Zone befindlichen Masse an aufgeschmolzenem Glas aufweist, und daß Brenner vorliegen, die an der äußeren Einfassung der Wanne angebracht oder gegen das Glasbad geneigt sind in solcher Weise, daß der Oberflächenschicht des Glasbades eine Kreisbewegung verliehen wird.

11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (1) wenigstens eine Vorrichtung (21, 37) umfaßt, die der Kühlung der zentralen Zone der oberen Schicht des Glasbades dient.

12. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewölbe (3) der Wanne (1) in seinem zentralen Teil oberhalb der zu kühlenden Zone eine öffnung (10) aufweist, die zur Entfernung der verbrannten Gase dient.

13. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewölbe (3) in seinem zentralen Teil wenigstens ein Kühlelement (21, 37) aufweist.

14. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kühlelement (37) zwischen dem Gewölbe (3) der Wanne (1) und dem Glasbade in dessen Nähe angeordnet ist.

15. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ (21), das dem Zublasen eines gasförmigen kühlenden Fluidums auf die zentrale Zone des Glasbades dient, durch den zentralen Teil des Gewölbes (3) der Wanne (1) hindurchragend angeordnet ist.

16. Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Teil des Gewölbes (3) der Wanne (1) flach gebaut ist.

17. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungskoeffizicnt des zentralen Teiles des Gewölbes (3) der Wanne (1) höher ist als derjenige des Umfangsteiles.

18. Ofen nach Anspruch II, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Gewölbe (3) der Wanne (1) heizten Zone der Kammer bewegt, in der sich ihr eine Wärmedämmung (75) aufweist, die auf sei- Schmelzen vollzieht. Das geschmolzene Glas setzt nem zentralen Teil geringer ist als auf seinem dann seine Bewegung in der zweiten Zone der Kam-Umfangstcil. mer fort, in welcher Zone sich das Raffinieren voll-

5 zieht. Diese Zone muß eine beträchtliche Länge haben, um ein befriedigendes Raffinieren zu erzielen,

ehe das Glas zu den Kammern fließt, die der Speisung

der Produktionsstellen dienen.

Der thermische Wirkungsgrad solcher Öfen, ist ίο sehr schlecht, weil eine große Menge an Wärme,"ünd

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf- zwar viel mehr als die zum eigentlichen Schmelzen schmelzen und/oder Raffinieren von Glas, bei dem der Ausgangsmaterialien nötige Wärme, notwendig das zu Glas verarbeitbare Gemisch eingespeist wird ist, um die Verluste durch das Gewölbe, den Boden in einen zur Aufnahme eines Glasschmelzbads be- und die Wände der Kammer auszugleichen, die eine stimmten Schmelzofen, bestehend aus einer von einer *5 große Berührungsfläche mit der äußeren Atmosphäre äußeren Einfassung gebildeten Wanne, einem Ge- aufweisen. Es ist auch bekannt, daß diese Öfen newölbe und einer Sohle, wobei die Wanne auf der ben einem minderwertigen thermischen Wirkungs-Sohle eine zweite Einfassung aufweist, die innen grad andere Nachteile aufweisen, die schädlich sind liegt, von der äußeren Einfassung umgeben ist und für die Qualität des erzeugten Glases, eine Höhe aufweist, die geringer ist als die Höhe des ^at> Die fortgesetzte Abkühlung des Glases bei der Be-Glasbads, in das sie eintaucht unter Aufteilung der rührung mit den kalten Wanden, die in dem Maße I Wanne in drei Zonen, wovon die eine zentral durch seiner Fortbewegung gegeben ist, läßt Konvektions- ! die innere Einfassung begrenzt und die zweite äußere ströme entstehen. Das abgekühlte Glas fließt längs : zwischen den beiden Einfassungen gelegen ist, und der Wände und wandert unter den heißeren Glasj wobei ferner das zu Glas zu verarbeitende Gemisch ^a5 schichten entlang, um die zentralen heißeren Zonen, ! aufgeschmolzen und aus dem Ofen ablaufen gelassen insbesondere in der Schmelzzone, wieder zu errei- * wird durch mindestens einen in der zentralen Zone chen, wo es, nachdem es wieder erhitzt worden ist, gelegenen Ablauf in der Sohle. wieder an die Oberfläche steigt, um denselben Kreis-

Die Erfindung betrifft ferner einen für das erfin- lauf wieder zu beginnen, so daß nur ein Teil des in dungsgemäße Verfahren geeigneten Aufschmelz- 3o Bewegung befindlichen Glases in den Kammern zur und/oder Raffinationsofen, der zur Aufnahme eines Speisung der Formgebungsstellen verwendet wird. Glasschmelzbads bestimmt ist und aus einer von Überdies verbrauchen diese Formgebungsstellen

einer äußeren Einfassung gebildeten Wanne, einem nur einen Teil des geschmolzenen Glases, das in die Gewölbe und einer Sohle besteht, wobei die Wanne ihrer Speisung dienenden Kammern eintritt, weil auf der Sohle eine zweite Einfassung aufweist, die in- 35 auch in diesen letzteren sich Glas durch Berührung nen liegt, von der äußeren Einfassung umgeben ist mit den Wänden abkühlt und zur Schmelzzone in und eine Höhe aufweist, die niedriger ist als die Form von Konvektionsströmen zurückkehrt. Höhe des Glasbades, in das sie eintaucht unter BiI- Diese verschiedenen Konvektionsströme verstär-

! dung zweier Zonen, wovon die eine zentrale durch ken nicht nur den thermischen Austausch zwischen ! die innere Einfassung begrenzt und die zweite äußere 4» dem Glas und den Wänden, sondern.sie machen die j zwischen den beiden Einfassungen gelegen ist, und Homogenisierung des Glases unvollkommen. Tat-S wobei ferner auf der Sohle mindestens ein in der zen- sächlich sind diese Ströme intensiv und haben einen tralen Zone gelegener Ablauf vorgesehen ist, durch beträchtlichen Umfang, so daß sie bei ihrem Umlauf j den sich das aufgeschmolzene Glas in die Kammern Teilchen der feuerfesten Materialien durch Zerfres- ; zur Speisung der Verformungsvorrichtungen ergießt. 45 sung und Zersetzung der Wände und des Bodens I Die Erfindung läßt sich allgemein anwenden beim mitreißen. Sie führen diese Teilchen in die Schmelz-J Raffinieren von geschmolzenem Glas, aber ganz be- zone, wo sie schließlich in die obere Schicht des GIa-I sonders beim Raffinieren von geschmolzenem Glas ses eindringen, die sich zu den Formgebungsstellen j für die kontinuierliche Fabrikation von Hohlkörpern, hin bewegt. Da nun der Strom der Oberflächen-I Scheiben, Tafeln od. dgl. sowie gegossenem, gezoge- 5o schicht rasch ist, weil er zugleich die Konvektionsj nem oder gewalztem Glas. ströme und die Formgebungsstellen speist, reißt er

! Das für diese Fabrikationen bestimmte Glas wird die feuerfesten Teilchen mit, bevor sie die Zeit haj gegenwärtig in Wannenofen hergestellt, die eine ben, vom Glas aufgenommen zu werden. Selbst wenn j Kammer mit großer Oberfläche aufweisen, in der sie geschmolzen oder teilweise geschmolzen sind, mi- ; eine beträchtliche Masse Glas als Schmelze enthalten 55 sehen sich diese Teilchen schwer mit dem geschmolj ist (vgl. »Glass tank furnaces« von D e ν i 11 e r s und zenen Glase und zeigen sich bei den Erzeugnissen in. l Vaerewyck,ins Englische übersetzt und heraus- Form von Streifen ungleichmäßiger Art. Der Obergegeben von S. R. Scholer, Ausgabe 1945). Die flächenstrom reißt auch ungeschmolzene Teilchen Materialien werden an einem Ende der Kammer in der Ausgangsmaterialien mit, die ebenfalls geartet den Ofen gegeben, während das geschmolzene und 6o sind, das Glas zu verunreinigen in Form von Körj raffinierte Glas vom entgegengesetzten Ende zu den nem oder ungleichmäßigen Streifen. Um den durch I Kammern fließt, die der Speisung der Formgebungs- diese Verunreinigungen verursachten Schaden zu ¹ stellen dienen. Die Ausgangsmaterialien werden so- mindern, ordnet man am Ende der Kammer eine Abmit auf der Oberfläche eines Glasschmelzbades ein- dämmung an, die in die obere Schicht des Glasbades ! gebracht, das sich horizontal von einem Ende zum 65 eintaucht; wenn auch diese Abdämmung einen Teil anderen der Kammer fortbewegt. Sie werden zu- der Verunreinigungen, die an der Oberfläche des Ba-¹ nächst durch das Glasschmefcbad über eine verhält- des schwimmen, zurückhält, ist sie nicht in der Lage, , nisinäßiy große Entfernung in einer ersten stark be- im Glas verteilte Körner und Streifen ungleichmäßi-