DE1596586C3 - Verfahren zur Herstellung von Floatglas und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Floatglas und Vorrichtung zu seiner Durchführung

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DE1596586C3 DE1596586A DE1596586A DE1596586C3 DE 1596586 C3 DE1596586 C3 DE 1596586C3 DE 1596586 A DE1596586 A DE 1596586A DE 1596586 A DE1596586 A DE 1596586A DE 1596586 C3 DE1596586 C3 DE 1596586C3
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Description

90 bis etwa 315° C durch Hindurchführen durch eine Wirbelschicht abkühlt, und den gekühlten und so gereinigten Teil des Schutzgases über das Bad zurückführt.
Weiter kann ein wesentlicher Teil anderer gasförmiger Fremdstoffe, die die Gase über dem Bad verunreinigen können, vorzugsweise dadurch entfernt werden, daß man den gekühlten Teil des Schutzgases vor seiner Rückführung über eine Schicht aus Silikagel führt, oder daß man den gekühlten Teil des Schutzgases vor seiner Rückführung durch ein Schmelzbad aus einem Metall, insbesondere Zinn, perlen läßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden für das Wirbelbett Zinnteilchen mit einem Durchmesser von 1,588 bis 12,7 mm verwendet.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einer abgeschlossenen Kammer, in den ein Becken für eine Zinnschmelze angeordnet ist, über den sich ein Raum für ein Schutzgas befindet, einer Vorrichtung zur Zuführung von geschmolzenem Glas auf die Zinnschmelze, einer Vorrichtung zum Kühlen des auf der Zinnschmelze befindlichen, ein Glasband bildenden geschmolzenen Glases, sowie einer Vorrichtung zum Entfernen des gebildeten Glasbandes von deV. Zinnschmeize und Austragen aus der Kammer auf und ist gekennzeichnet durch
a) mit der Kammer 10 verbundene Vorrichtungen 36, 38, 40, 42, 44 und 46 zum Abziehen eines Teiles des Schutzgases aus der Kammer 10,
b) ein mit der Vorrichtung a) verbundener Behälter 104 mit einem Wirbelbett 102, durch welches das abgezogene Schutzgas hindurchtreten kann,
c) eine Vorrichtung 114 zum Kühlen des Wirbelbettes und
d) mit dem Wirbelschichtbehälter 104 und der Kammer 10 verbundene Vorrichtungen 54, 78, 76, 74 und 110 sowie 108, 70, 66, 62 und 50 zur Rückführung des abgezogenen Schutzgases vom Behälter 104 zu der Kammer 10.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine typische Vorrichtung für die Herstellung von Floatglas;
Fig.2 zeigt eine Draufsicht längs der Linie 2-2 der F ig. 1;
F i g. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 der F ig. 2;
F i g. 4 stellt das beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Kühlen des abgezogenen Schutzgases und zur Kondensation der darin enthaltenen Verunreinigungen verwendete Wirbelschichtsystem dar;
F i g. 5 zeigt eine der F i g. 2 ähnliche Teilansicht und erläutert eine Vorrichtung, durch die das erfindungsgemäß gereinigte Schutzgas vor seiner direkten Rückführung über das Bad gewünschtenfalls noch geleitet werden kann.
Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Behälter 10 für die Aufnahme eines Schmelzbades 12 aus Zinn oder einer Zinnlegierung, welches das Glasband 14 trägt, das auf dem Schmelzbad gebildet und durch den Ausfluß 16 der Glasschmelzwanne 18 zugeführt wird. Das Glasband wird vom Bad auf Rollen 20 weggeführt und in den (nicht gezeigten) Kühlofen transportiert. Über dem Bad wird auf die nachstehend beschriebene V/eise eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten. Es können (nicht gezeigte) Heizvorrichtungen vorgesehen sein, um ein gewünschtes Temperaturgefälle vom Zuführungs- zum Abzugsende des Bades zu erzielen. Dies ist allgemein üblich und in der USA.-Patentschrift 3 083 551 näher beschrieben.
Der Einfachheit halber ist das Bad in eine Anzahl von Zonen unterteilt, die in den F i g. 1 und 2 als
ίο Kammern 1 bis 15 bezeichnet sind. Die höchsten Temperaturen herrschen in der Kammer 1, die niedrigsten in der Kammer 15. Selbstverständlich kann das Bad gewünschtenfalls in eine größere oder kleinere Anzahl von Kammern unterteilt sein.
In bestimmten Kammern sind Kühlvorrichtungen vorgesehen, mit denen die Temperatur innerhalb des Behälters reguliert wird. Diese Kühlvorrichtungen können zusätzlich zu den Heizvorrichtungen oder an ihrer Stelle vorgesehen sein, falls dies notwendig oder erwünscht ist. Beispiele sind die Kühlvorrichtungen 22, 24, 26 und 28 oberhalb des Bades in den Kammern 4,5,6 bzw. 7. Diese Kühlvorrichtungen hängen von der Decke 30 des Behälters 10 herab und besitzen Einlaß- und Auslaßrohre 32 bzw. 34 (s. F i g. 3), die sich durch die Seitenwände des Behälters erstrekken und zur Zuführung und Ableitung der Kühlflüssigkeit dienen.
Die erfindungsgemäße Kühlung eines wesentlichen Teiles der Schutzgasatmosphäre zur Entfernung der Verunreinigungen ist vorteilhaft, weil die obengenannten Kühlvorrichtungen dann im wesentlichen sauber und frei von Ablagerungen bleiben, so daß ihre Kühlwirkung nahezu gleichmäßig ist, d.h. ihre Wärmeaustauscheigenschaften nahezu konstant bleiben.
Außer den Kühlvorrichtungen 22 usw. für die Temperaturregulierung des Schutzgases über dem Bad sind Auslaßrohre 36, 38, 40, 42, 44 und 46 vorgesehen, die sich durch die Seitenwände des Behälters erstrecken und zum Abziehen des Gases aus dem Raum über dem Bad dienen. Die Rohre 36 und 38 sind in der Kammer 3, die Rohre 40 und 42 in der Kammer 4 und die Rohre 44 und 46 in der Kammer 5 angeordnet: Diese Rohre sind durch Kopfleitungen 48 bzw. 50 miteinander verbunden, und in jedem Rohr sind Ventile 52 angebracht, so daß eine spezielle Zone, aus der das Gas abgezogen werden soll, ausgewählt werden kann.
Die Schutzgasatmosphäre besteht, wie bereits angegeben wurde, im allgemeinen aus Stickstoff, dem eine kleine Menge Wasserstoff zugesetzt ist, und wird durch die Verbindungsrohre 54, 56 und 58 eingeführt, die mit Rohren 60, die sich durch die Decke des Behälters 10 erstrecken, verbunden sind. Die Verbindungsrohre sind in geeigneter Weise mit einer Gasquelle verbunden, so daß das Schutzgas über dem Bad leichten Überdruck besitzt, z.B. 0,37Torr über Atmosphärendruck, um das Eindringen von Luft in den Behälter zu verhindern. Das eingeführte Schutzgas ist im wesentlichen frei von Verunreinigungen. - ■ -
Das Verbindungsrohr 54 ist in der erläuterten Ausführungsform auf die nachstehend beschriebene Weise mit der in den Raum über dem Bad wieder einzuführenden gekühlten, gereinigten Schutzgasatmosphäre verbunden.
Jedes Kopfleitungsrohr 48 und 50 ist mit einem Verteilerrohr 62 verbunden, das über geeignete Ven-
5 6
tile 64 und 66 mit den Kühl- und Kondensiervorrich- um Silikagel handelt, von Zeit zu Zeit ersetzt, wähtungen 68 bzw. 70, welche jeweils aus dem in F i g. 5 rend die Metallschmelze nach Bedarf durch Abdargestellten Wirbelschichtsystem 100 bestehen, in schäumen von der Schlacke befreit werden kann. In Verbindung steht, die ihrerseits durch geeignete Ven- den Rohren 80 und 84 sind geeignete Ventile 86 und tile 72 und 74 mit dem Einlaß 76 eines Gebläses 78 5 88 vorgesehen, ferner ein Ventil 90 im Verbindungsverbunden sind. Das Gebläse 78 ist mit dem zuvor rohr 54, um das System anpassungsfähig zu machen, genannten Verbindungsrohr 54 verbunden. Vorteil- Bei der Herstellung eines Bandes aus Soda-Kalkhafterweise sind, wie in Fig.2 dargestellt, zwei Silikatglas mit einer Zusammensetzung ähnlich der solche Vorrichtungen 100 vorgesehen, damit vväh- von Tafelglas, einer Breite von 127,0 bis 381,0 cm rend des Betriebs der einen die andere Vorrichtung io und einer Stärke von 2,031 bis 8,890 mm auf einem gereinigt werden kann. Bad aus geschmolzenem Zinn, das in einem Behälter
Das Gebläse 78 ist in üblicher Weise konstruiert mit einer Breite von 584 cm und einer Länge von
und seine Leistung reicht aus, um die Gase abzuzie- 45,7 m enthalten ist, beträgt die Temperatur zwi-
hen, sie durch eine Kondensiervorrichtung zu trans- sehen 1150° C am Glaszuführungsende und 540° C portieren und sie dann wieder in den Raum über 15 am Auslaßende. Das aus 90 bis 99,9% Stickstoff,
dem Bad zurückzuführen. Die verschiedenen be- Rest Wasserstoff, bestehende Schutzgas wird auf
schriebenen Ventile werden je nach dem gewünsch- einem Druck von 0,18 bis 0,93 Torr über Atmosphä-
ten Ort des Gasabzugs und der arbeitenden Konden- rendruck gehalten, der ausreicht, um den Eintritt der
siervorrichtung betätigt. umgebenden Luft in den Behälter oberhalb des Ba-
Es wurde gefunden, daß die Gase ohne nachteilige 20 des zu verhindern. Im allgemeinen werden bei nor-
Wirkung auf das Verfahren auf etwa 90° gekühlt maler Temperatur (25,5° C) und normalen Druck
und danach oberhalb des Bades wieder in den Behäl- (eine Atmosphäre) etwa 850 m3 Schutzgas pro Stunde
ter eingeführt werden können. Es wurde jedoch in den Behälter oberhalb des Bades eingeführt.
gleichzeitig festgestellt, daß eine Abkühlung unter Etwa die Hälfte dieser Schutzgasmenge, d.h.
etwa 315° C im allgemeinen nicht erforderlich ist, da 25 425 m3 pro Stunde, wird abgezogen und so lange in
der größte Teil der flüchtigen Materialien im abgezo- der Wirbelschicht auf etwa 90° bis 315° C gekühlt,
ge^ien Schutzgas bei dieser Temperatur in eine feste bis der größte Teil der flüchtigen Verunreinigungen
Form übergeführt wird. entfernt ist. Anschließend werden gewünschtenfalls
Weitere gasförmige Fremdstoffe in der Schutzgas- die weiteren gasförmigen Verunreinigungen aus dem
atmosphäre werden vorzugsweise nach der Abküh- 30 so gereinigten, gekühlten Schutzgas entfernt. Das zu
lung der abgezogenen Gase entfernt, indem man das reinigende Schutzgas wird an einer Stelle entnom-
abgekühlte Schutzgas über oder durch eine Schicht men, an der die Badtemperatur etwa 650 bis 980° C
aus Silikagel oder durch ein Bad aus geschmolzenem beträgt, und das gereinigte Schutzgas wird an einer
Metall, z. B. Zinn, leitet. beliebigen Stelle oberhalb des Bades, im allgemeinen
F i g. 4 zeigt das zur Kondensation der im abgezo- 35 jedoch in der Nähe der Entnahmestelle, wieder ein-
genen Schutzgas enthaltenen Verunreinigungen ver- geführt.
wendete Wirbelschichtsystem 100. Dieses verwendet Mit dieser Behandlung wird die Häufigkeit der eine Wirbelschicht 102, die vorzugsweise aus Zinn- Vertiefungen in der Oberfläche wesentlich herabteilchen mit einem Durchmesser von 1,588 mm bis gesetzt, und zwar von bis zu 183/m2 auf unter 10,8/m2 12,7 mm besteht, jedoch auch aus Teilchen anderer 40 und im allgemeinen auf nicht mehr als 2,15/m2 durchMaterialien bestehen kann, und sich in einem Behäl- schnittlich,
ter 104 mit einer perforierten Platte 106 befindet, auf Beispiel
der die Teilchen liegen. Der untere Teil des Behälters Auf einem Bad aus geschmolzenem Zinn, das sich 104 ist trichterförmig und mündet in einen Einlaß in einem 584 cm breiten und 45,7 m langen Behälter 108, der beim Betrieb des Behälters 104 schließt mit 45 befand, wurde ein· 330,2 cm breites Glasband mit einem weiteren trichterförmigen Teil und einem Aus- einer Stärke von 6,35 mm hergestellt. Die Temperalaß 110 für das gekühlte und gereinigte Schutzgas ab. tür des Bades lag zwischen etwa 1150° C am einen Im Betrieb ist der Auslaß 110 mit dem Gebläse 78 und 540° C am anderen Ende. Eine Schutzgasatmoverbunden. Flüchtige Verunreinigungen des Schutz- Sphäre aus 99 % Stickstoff und 1 °/o Wasserstoff mit gases, die auf den festen Teilchen der Wirbelschicht 50 einem Überdruck von 0,93 Torr wurde über dem 102 kondensieren, fallen infolge der Bewegung der Bad aufrechterhalten, indem man das Schutzgas in Teilchen ab und werden an der Seite des Behälters einer Menge von 850 m3 pro Stunde über das Bad über ein Abzugsrohr 112 entfernt. Zur Kühlung der führte. Das Glas wurde nach der Herstellung unter-Teilchen der Wirbelschicht ist der Behälter mit sucht; es enthielt auf seiner oberen Oberfläche 376 einem Kühlmantel 114 umgeben, durch die eine 55 Fehler pro m2. Die Fehler hatten durchschnittlich Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, zirkuliert. Für die- einen Durchmesser von 0,127 mm und eine Tiefe von sen Zweck sind Einlaß- und Auslaßrohre 116 und 0,0254 mm.
118 vorgesehen. Oberhalb des Bades wurden an einer Stelle, an der
F i g. 5 erläutert eine Vorrichtung zur Entfernung die Temperatur 927° C betrug, etwa 708 m3 Schutzder gasförmigen Verunreinigungen aus dem Schutz- 60 gas/Stunde abgezogen und durch eine Kondensiergas, wie sie zusätzlich zur erfindungsgemäßen Vor- vorrichtung geleitet, durch deren Kühlelemente Wasrichtung mit Vorteil verwendet werden kann. S;e um- ser mit einer Einlaßtemperatur von 32° C und einer faßt ein vom Verbindungsrohr 54 kommendes Einlaß- Auslaßtemperatur von 60,0° C strömte,
rohr 80, einen Behandlungsbehälter 82, bei dem es Das so gereinigte Schutzgas wurde mit einer Temsich um einen Behälter für Silikagel oder für eine 65 peratur von 93° C oberhalb des Bades an einer Zinnschmelze handeln kann, und ein zurück zum Stelle wieder eingeführt, an der die Temperatur Verbindungsrohr 54 führendes Auslaßrohr 84. Das 870° C betrug. Nach einer Zeitspanne von 2 Stunden zur Behandlung dienende Material wird, fails es sich betrug die Häufigkeit der Fehler 2,15/m2 Glas.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansprüche: wird' in der sich wänrend des Verfahrens gasförmige Verunreinigungen ansammeln, sowie eine Vorrich-
1. Verfahren zur Herstellung von Floatglas, bei tung zur Durchführung dieses Verfahrens.
dem über einem die Glasmasse tragenden Bad Aus der USA.-Patentschrift 2 529 155 ist bekannt,
aus geschmolzenem Zinn oder einer Legierung S aus einer Stickstoff-VWasserstoffatmosphäre eines desselben eine Schutzatmosphäre aus Wasserstoff Ofens Wasserdampf und andere Verunreinigungen enthaltendem Stickstoff aufrechterhalten wird, .in zu entfernen, welche während des Öffnens der Ofender sich während des Verfahrens gasförmige Ver- türen beim Beschicken des Ofens mit den zu behanunreinigungen ansammeln, dadurch ge- delnden Gegenständen und beim Herausnehmen der kennzeichnet, daß man einen wesentlichen io Gegenstände nach ihrer Wärmebehandlung von der Teil der verunreinigten Schutzatmosphäre über Außenatmosphäre eindrangen, indem man einen Teil dem Bad mit einer Temperatur von etwa 650 bis einer in einer Vorrichtung unter überatmosphäri-980° C an oder nahe bei einer Stelle, an der die schem Druck erzeugten Atmosphäre in Nähe des Temperatur am höchsten ist, abzieht und zur Eingangs der Erhitzungskammer des Ofens in diese Kondensierung der Verunreinigungen auf eine 15 einführt, die Atmosphäre aus der mit der Erhitzungs-Temperatur von etwa 90° bis etwa 315° C kammer verbundenen Kühlkammer des Ofens nahe durch Hindurchführen durch eine Wirbelschicht bei der Stelle maximaler Verunreinigung abzieht und abkühlt, und den gekühlten und so gereinigten zusammen mit einem Teil der erstgenannten Atmo-Teil des Schutzgases über das Bad zurückführt. Sphäre in einer Reinigungsvorrichtung von den Ver-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 unreinigungen befreit und die gereinigte Atmosphäre kennzeichnet, daß man als Teilchen für das Wir- sodann an einer Stelle in die Kühlkammer einführt, belbett Zinnteilchen mit einem Durchmesser von welche von der Stelle maximaler Verunreinigung ver- λ 1,588 bis 12,7 mm verwendet. hältnismäßig weit entfernt ist. ^ !
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Dieses Rückführungsschema für die von Verunreigekennzeichnet, daß man den gekühlten Teil des 35 nigungen anderer Art zu befreiende Schutzatmo-Schutzgases vor seiner Rückführung über eine Sphäre des Ofens vermochte jedoch nicht das VerSchicht aus Silikagel führt. fahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung na-
f\
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch hezulegen.
gekennzeichnet, daß man den gekühlten Teil des Ein Verfahren zur Herstellung von Floatglas, bei
Schutzgases vor seiner Rückführung durch ein 30 dem die Glasmasse über ein mit einer Schutzatmo-Schmelzbad aus einem Metall, insbesondere Sphäre abgeschirmtes Bad aus geschmolzenem Metall Zinn, perlen läßt. fließt,'ist in der USA.-Patentschrift 3 083 551 be-
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- schrieben, wobei das Schutzgas aus Stickstoff, dem rens gemäß Anspruch 1 mit einer abgeschlosse- ein kleiner Prozentsatz Wasserstoff zugesetzt ist, benen Kammer, in der ein Becken für eine Zinn- 35 steht.
schmelze angeordnet ist, über der sich ein Raum Bei dem bekannten Verfahren wird nicht immer
für ein Schutzgas befindet, einer Vorrichtung zur ein vollkommen ebenes, einwandfreies Glas erhalten. Zuführung von geschmolzenem Glas auf die Vielmehr treten Mangel in Form von kugelförmigen Zinnschmelze, einer Vorrichtung zum Kühlen des Vertiefungen in der Glasoberfläche, die nicht mit auf der Zinnschmelze befindlichen, ein Glasband 40 dem Schmelzbad, jedoch dem Schutzgas, in Berühbildenden geschmolzenen Glases, sowie einer rung steht, auf. Diese Vertiefungen sind gewöhnlich Vorrichtung zum Entfernen des gebildeten Glas- glatt und vollkommen rund, wobei in der Nähe des bandes von der Zinnschmelze und Austragen aus Mittelpunktes oft schwarze Flecken auftreten. Die der Kammer, gekennzeichnet durch Vertiefungen haben im allgemeinen einen Durchmes- l\
a) mit der Kammer (10) verbundene Vorrich- 45 ser von etwa 0,127 mm und eine Tiefe von tungen (36, 38, 40, 42, 44 und 46) zum Ab- 0,0508 mm. Die Häufigkeit der Vertiefungen kann ziehen eines Teiles des Schutzgases aus der bis zu 183 pro m2 oder mehr betragen und liegt geKammer (10), . wohnlich bei 32 pro m2. Da sie die optische Qualität
b) ein mit der Vorrichtung a) verbundener Be- des Glases beeinträchtigen, insbesondere wenn das hälter (104) mit einem Wirbelbett (102), so Glas, wie bei der Herstellung von Spiegeln versilbert durch welches das abgezogene Schutzgas wird, ist es notwendig, die Häufigkeit dieser Vertiehindurchtreten kann, fungen wesentlich zu verringern oder sie ganz auszu-
. c) eine Vorrichtung (114) zum Kühlen des schalten. Es wird angenommen, daß die auf der Glas-Wirbelbettes und oberfläche abgeschiedenen schwarzen Flecken, die d) mit dem Wirbelschichtbehälter (104) und 55 aus der hauptsächlich durch Zinnsulfid verunreinigder Kammer (10) verbundene Vorrichtungen ten Atmosphäre stammen, chemisch auf das Glas (54, 78, 76, 74 und 110 sowie 108, 70, 66, einwirken und zu den unerwünschten Vertiefungen 62 und 50) zur Rückführung des abgezoge- führen.
nen Schutzgases vom Behälter (104) zu der Es wurde nun gefunden, daß die Häufigkeit der
Kammer (10). 60 Vertiefungen in der oberen Oberfläche wesentlich
herabgesetzt werden kann, und zwar auf einen Wert
unter etwa 10,8 pro m2 und gewöhnlich unter etwa
2,15 pro m2, wenn man einen wesentlichen Teil der
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur verunreinigten Schutzatmosphäre über dem Bad mit Herstellung von Floatglas, bei dem über einem die 65 einer Temperatur von etwa 650 bis 980° C an oder Glasmasse tragenden Bad aus geschmolzenem Zinn nahe bei einer Stelle, an der die Temperatur am oder einer Zinnlegierung eine Schutzatmosphäre aus höchsten ist, abzieht und zur Kondensierung der Wasserstoff enthaltendem Stickstoff aufrechterhalten Verunreinigungen auf eine Temperatur von etwa
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