DE1696014C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tafelglas nach dem Pittsburg-Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tafelglas nach dem Pittsburgh-Verfahren durch senkrechtes Ziehen einer Glastafel aus einer in einer Ziehkammer enthaltenen Glasschmelze, wobei die Glasschmelze im sogenannten Endteil der Ziehkammer, der sich von dem Ziehbalken bis zur Kammerrückwand erstreckt, zusätzlich erhitzt wird.

Bei dem Pittsburgh-Verfahren teilt sich der Strom

des geschmolzenen Glases, der aus dem Schmelzofen kommt, in Höhe des Ziehbalkens in zwei Teilströme, von denen der eine, Direktsirömung genannt, direkt die Blattwurzel beim Vorbeifließen oberhalb des Ziehbalkens speist, während der andere den Ziehbalken um fließt, um die Blattwurzel auf ihrer Rückseiie zu speisen. Ein Teil dieses letzten Stromes fließt unter dem Einfluß der Abkühlung durch die Wand des Endteiles zum Boden der Kammer und kehrt von dort zurück und bildet den sogenannten Rückstrom.

Es ist bekannt, daß bei dem Pittsburgh-Verfahren der Zustand der Glasströme im Endteil komplex ist und Eigentümlichkeiten aufweist, die bei bestimmten Arbeitsbedingungen nachteilig werden können. So trifft man bei den gegenwärtig bestehenden Verfahren auf folgende Schwierigkeiten:

a) Der Rückstrom widersetzt sich dem Strom, der die Rückseite des Blattes speist, und stört seine Zirkulation. b) Umgekehrt widersetzt sich der Strom, der die

Rückseite der Blattwurzel speist, dem Rückstrom. Diese Phänomene sind die Ursache zahlreicher Nachteile:

1) Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Endteil ist gering, und das Glas kühlt sich in dem Endteil unter dem Einfluß der Seitenwände ab und droht zu entglasen. Es bildet sich so in dem Endteil eine Masse entglasten Glases, deren Dickflüssigkeit gegen die Rückwand der Ziehkammer zunimmt und

jo so die Zirkulation des Glases noch schwieriger macht.

2) Dadurch, daß der Strom, der die Rückseite der Blattwurzel speist, durch den Rückstrom und durch die Schicht kalten Glases an der Wand des Endteiles beträchtlich abgebremst wird, verweilt das Glas länger über dem Ziehbalken und droht dort zu entglasen.

3) Aus demselben Grund ist die Flußmenge des Glases, das die Rückseite der Blattwurzel speist, beträchtlich geringer als die von dem Direktstrom gelieferte Glasflußmenge, wodurch eine Verringerung der Ziehgeschwindigkeit verursacht wird.

4) Die Blattwurzel, die vermittels des kalten Glases an der Wand des Endteiles anhaftet, krümmt sich in Richtung des Endteils, was dem glatten Ablauf des Verfahrens schadet.

5) Bezogen auf die senkrechte Symmetrieachse des Ziehstückes, wird die Blattwurzel durch Verdikkung an der dem Endteil zugewandten Seite deformiert, und diese Asymmetrie kann eine Verschiebung der Blattwurzel nach sich ziehen.

6) Die Fläche, die den Rückstrom von dem Strom trennt, der die Rückseite der Blattwurzel speist, weicht erheblich ab von einer ideal senkrechten Fläche. Dies ergibt einen unregelmäßigen Verlauf der Blattwurzel und kann eine Beeinträchtigung der Oberfläche der gezogenen Tafel nach sich ziehen.

Aus der USA.-Patentschrift 15 98 765 ist es bekannt, Heizelektroden auf Schwimmern in der Glasschmelze anzuordnen, wodurch eine horizontale Schicht heißeren Glases erzeugt wird. Zu einer Änderung der Strömungsverhältnisse vor allem im tieferen Bereich der Glasschmelze führt diese bekannte Anordnung nicht. Vielmehr behindern die Schwimmer zumindest in ihrem engeren Umkreis eine freie Strömung des Glases. Ein Stillstand der Glasschmelze führt aber unvermeidbar zu einer schädlichen Entglasung in dem betreffen-

den Bereich.

Aus der USA.-Patentschrift 16 15 842 ist ferner noch bekannt die schädliche Entglasung im Wandungsbereich, vor allem in den Ecken der Zieh cammer mit Hilfe einer leistungsfähigen Heizvorrichtung zu beseitigen, die im Bereich des Rückstromes der Glasschmelze angeordnet ist. Abgesehen von dem beträchtlichen zusätzlichen Energiebedarf vermag diese bekannte Anordnung auch insofern nicht zu befriedigen, als sie zwar bis zu einem gewissen Grade der Entglasung im Endteil der Ziehkammer vorzubeugen vermag, jedoch diejenigen Nachteile nicht beseitigt, die sich aus der Wechselwirkung des Rückstromes und dem Strom, der die Rückseite der Blattwurzel speist, ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, daß die Ursache der aufgezählten Nachtei'e, nämlich die Wechselwirkung zwischen dem Rückstrom und dem Strom, der die Rückseite der Blattwurzel speist, beseitigt isL

Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese Erhitzung derart vorgenommen wird, daß in dem Endteil in dessen oberer Hälfte eine durchgehende Schicht heißeren Glases geringerer Viskosität erzeugt wird und daß diese Glasschicht in einer zum Ziehbalken etwa parallelen senkrechten Ebene und in einer horizontalen Entfernung vom Ziehbalken erzeugt wird, die kleiner als etwa ³A der waagerechten Entfernung zwischen dem Ziehbalken und der Kammerrückwand ist und die Glasschicht sich über eine Höhe erstreckt, die höchstens gleich dem l,5fachen der Tiefe P der Unterfläche des Ziehbalkens ist.

Die so gebildete dünne Trennschicht heißeren Glases in einem bestimmten Abschnitt des Endteiles der Ziehkammer spielt eine besondere Rolle, die sich auf die Ziehbedingungen sehr günstig auswirkt, wie später ausgeführt werden wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Weiterhin zeichnet sich eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zum Ziehen von Tafelglas mit einem Ziehbalken, der zur Bildung der Blattwurzel dient und in die Glasschmelze einer Ziehkammer parallel zu deren Rückwand eingetaucht ist, und mit einer Heizvorrichtung, die in den Endteil der Ziehkammer eintaucht und parallel zu dem Ziehbalken angeordnet ist, erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Heizvorrichtung sich in einer waagerechten Entfernung zu dem Ziehbalken, die kleiner als Va der waagerechten Entfernung zwischen dem Ziehbalken und der Rückwand des Endteiles ist und gleichzeitig in einer Tiefe, die das 1'Mache der Eintauchtiefe der Unterseite des Ziehbalkens nicht überschreitet, befindet.

Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist das Verfahren nach der Erfindung an Hand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform einer Vorrichtung zu dessen Durchführung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

F i g. I einen Längsschnitt durch eine Ziehkammer,

F i g. 2 eine Aufsicht auf die Ziehkammer nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch die Ziehkammer nach Fig. !gemäß der Linie m-III,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine Heizvorrichtung,

F i g. 5 einen Schnitt durch die Ziehkammer ähnlich F i g. 1 zur Veranschaulichung der Stellung der Heizvorrichtung.

F i g. 1 zeigt die Ziehkammer, die den Abschluß des Schmelzbehälters bildet, der hier nicht dargestellt ist und der nach A zu liegt Die Kammer 1 enthält das Bad des geschmolzenen Glases 2, das sich in Richtung F gegen den Ziehbalken hin bewegt welcher in die Schmelze 2 eingetaucht ist Er schwimmt in dem geschmolzenen Glas, wobei er in seiner Stellung fixiert ist (was hier nicht dargestellt ist), und erstreckt sich von der einen Seite der Kammer bis zur anderen. Senkrecht zur Mittelfläche 4 des Ziehbalkens wird das Blatt 1 von seiner Wurzel 12 abgezogen.

Eine Heizvorrichtung in Form eines Heizstabes 6 ist quer durch die Kammer I parallel zu dem Ziehbalken 3 angebracht Der Heizstab 6 befindet sich in dem sogenannten Endteil 7 der Kammer, der sich zwischen dem Ziehbalken 3 und der Rückwand 8 der Kammer 1 erstreckt.

Die Stellung des Heizstabes 6 in dem Endteil ist kritisch in bezug auf die Stellung der Ziehdüse in dem Endteil, wenn man die Summe der gewünschten technischen Effekte erhalten will.

Wenn man mit D (F i g. 5) die waagerechte Entfernung zwischen dem rückwärtigen Teil des Ziehbalkens 3 und der Rückwand 8 und mit t/die Tiefe des Endteiles und mit P die Tiefe der Unterseite des Ziehbalkens 3 bezeichnet, so soll der Heizstab 6 im Inneren des schraffierten Rechteckes liegen, dessen Seiten die Längen 0,75 D und 1,5 Phaben.

In der Praxis ist U etwa 1,40 m, P etwa 0,35 mm und D etwa 0,80 m lang. Der Heizstab 6 hat im allgemeinen einen Abstand zum Ziehbalken von 10 bis 25 cm und eine Tiefe von 5 bis 40 cm.

Der Heizstab 6 überträgt auf die geschmolzene Glasmasse eine solche Wärmemenge, daß das Glas, das mit ihm in unmittelbarer Berührung steht nur eine geringfügige Temperaturerhöhung in bezug auf die umgebende Masse erfährt. Die zu diesem Zweck an den Heizstab 6 gelieferte Energie ist gering (z. B. 0,3 bis 2 kW pro Meter Länge). Tatsächlich beträgt die Temperaturerhöhung des Glases 5 bis 10⁰C, wobei die umgebende Masse eine Temperatur von etwa 990°C hat.

Die örtlich begrenzte Beheizung erzeugt so in dem Endteil 7 von der einen Seite der Kammer 1 zur anderen eine dünne, senkrecht aufsteigende Schicht 9 von heißem Glas, die so einen Vorhang bildet, der an der Oberfläche des Bades endet

Die Schicht 9, die aus Glas niederer Viskosität besteht, trennt das Endteil 7 in zwei verschiedene Zonen Ta und Tb.

Dies führt zu einer Summe günstiger Effekte überraschenden Charakters in Anbetracht de?· Einfachheit dieser Mittel und der geringen Energiemenge.

Diese technischen Effekte sind unter anderem die folgenden:

a) Die Schicht 9 des weniger viskosen Glases begünstigt das senkrechte Wiederaufsteigen des geschmolzenen Glases gegen die Blattwurzel 12 zu, dem Pfeil G folgend. Die Speisung der Blattwurzel 12 durch das Glas, das aus dem Endteil 7 kommt, wird so erleichtert, so daß man die Ziehgeschwindigkeit erhöhen kann.

b) Die Schicht 9 erleichtert den Rückstrom des Glases, der dem Pfeil H folgt. Dieser Rückstrom teilt sich dort bekannterweise in einen Rückstrom in der Tiefe K und einen Strnm H«»r h;» nio*».....«-!

speist, auf.

c) Die Erhöhung der Geschwindigkeit des Rückstromes läßt die Temperatur der Rückwand des Endteiles steigen, was wiederum den Rückstrom verstärkt.

d) Die Trennfläche, die in dem Endteil 7 durch die Schicht 9 gebildet wird, erstreckt sich bis an die Oberfläche und verhindert die Bildung einer kalten Glashaut, die normalerweise zwischen der Blatt wurzel 12 und der Wand 8 vorhanden ist. Dadurch wird eine Verbesserung der Nähr- und Rückströme G bzw. H erzielt. Auch diese Tatsache trägt dazu bei, eine höhere Ziehgeschwindigkeit zuzulassen und eine Entglasung zu verhindern, die nach den bekannten Verfahren häufig in der schraffierten Zone C wegen des Stillstandes des Glases an dieser Stelle auftritt.

e) Bei dem klassischen Pittsburgh-Verfahren ist die Blattwurzel gegen die Wand 8 hin gewölbt, wobei der Scheitel sich in dem mittleren Teil der Kammer befindet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man dagegen eine Blattwurzel 12, die völlig symmetrisch in bezug auf die Fläche des Blattes Il ist.

f) Die Trennfläche zwischen dem direkten Nährstrom G und dem Rückstrom H fällt mit der Oberfläche B-B der Schicht 9 (F i g. 2) zusammen, d. h., sie ist senkrecht und eben, während sie beim klassischen Pittsburgh-Verfahren stark und unregelmäßig gewellt ist Auch hierdurch wird die optische Qualität des gezogenen Glases stark verbessert.

g) Das Wiedererhitzen des Glases und die größere Geschwindigkeit des Glases, das dem Verlauf des Pfeiles G folgt, haben noch den Vorteil, jede Entglasung des Glases längs der Seite des Ziehbalkens 3 zu verhindern, an dem dieser Glasstrom vorbeifiieUt. Dies isl ein bedeutender Vorteil, wenn mar| bedenkt, daß schon zahlreiche Maßnahmen zu die scm Zweck vorgeschlagen wurden, ?.. B. ein hohle Ziehbalken, um diesen von innen her oder ander;) s nachzuheizen und so die Entglasung zu verhindert] und die Ziehgeschwindigkeit zu erhöhen; aber kei ne der bekannten Vorrichtungen ist von so große! Einfachheit und Wirksamkeit wie die erfindungs gemäße Vorrichtung. Erst diese erlaubt übrigen: ίο außerdem eine beachtliche Verlängerung der Be triebszeit der Anlage ohne Unterbrechung, die bis her immer wegen der Bildung entglasten Glasesl notwendig war.

Im Beispiel der Fig.3 besteht der Heizstab 6 au ,₅ einem Metallrohr 21 (z.B. aus Molybdän oder eine Nickel-Chrom-Legierung). Das Rohr 21 stellt einen Umriß in Udar. Es ist an seinen Enden an den Wänder 22 der Kammer 1 befestigt und durchquert das Bad 2 in der gewünschten Tiefe. Im Inneren des Rohres 21 is ein feuerfestes Rohr 23 angebracht, das einen spiralför migen elektrischen Widerstand 24 enthält, der von iso lierten Zuleitungen 25 gespeist wird, wobei der Eintrit der Zuleitungen 25 in die Enden des Rohres 21 durch] Isolierscheiben 26 geschützt ist. Der Widerstand 2· kann mit niedriger Spannung gespeist werden (z. B. bis 10 Volt), wobei die abgegebene lineare Energie wiel erwähnt gering ist (03 bis 2 kW pro Meter).

Das feuerfeste Rohr 23 trägt dazu bei, dem Heizstab

eine dem Glas ähnliche Dichte zu geben und ihn me

chanisch zu versteifen.

Nach einer anderen Ausführungsform (Fig.4) be steht der Heizstab 6 aus einem äußeren röhrenförmi gen Widerstand 27 aus Molybdän, aufgebracht auf ein feuerfestes Material 28. Der Heizstab 6 kann gegebe nenfalls auch direkt durch die Wände 22 in passende Höhe hindurchverlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tafelglas nach dem Pittsburghverfahren durch senkrechtes Ziehen einer Glastafel aus einer in einer Ziehkammer enthaltenen Glasschmelze, wobei die Glasschmelze im sogenannten Endteil der Ziehkammer, der sich von dem Ziehbalken bis zur Kammerrückwand erstreckt, zusätzlich erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese ErhiUung derart vorgenommen wird, daß in dem Endteil in dessen oberer Hälfte eine durchgehende Schicht (9) heißeren Glases geringerer Viskosität erzeugt wird und daß diese Glasschicht (9) in einer zum Ziehbalken (3) etwa parallelen senkrechten Ebene und in einer horizontalen Entfernung vom Ziehbalken (3) erzeugt wird, die kleiner als etwa ³A der waagerechten Entfernung (D) zwischen dem Ziehbalken (3) und der Kammerrückwand (8) ist, und die Glasschicht (9) sich über eine Höhe erstreckt, die höchstens gleich dem l,5fachen der Tiefe P der Unterfläche des Ziehbalkens (3) ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der heißen Glasschicht ungefähr 5 bis 10⁰C höher ist als die Temperatur des umgebenden Glases, die bei etwa 990⁰C liegt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zum Ziehen von Tafelglas mit einem Ziehbalken, der zur Bildung der Blattwurzel dient und in die Glasschmelze einer Ziehkammer parallel zu deren Rückwand eingetaucht ist, und mit einer Heizvorrichtung, die in den Endteil der Ziehkammer eintaucht und parallel zu dem Ziehbalken angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (6) sich in einer waagerechten Entfernung zu dem Ziehbalken (3), die kleiner als ³A der waagerechten Entfernung zwischen dem Ziehbalken (3) und der Rückwand des Endteiles ist und gleichzeitig in einer Tiefe, die das 1'/2fache der Eintauchtiefe der Unterseite des Ziehbalkens (3) nicht überschreitet, befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (6) in einer waagerechten Entfernung zu dem Ziehbalken (3) von 10 bis 25 cm und in einer Tiefe von 5 bis 40 cm angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (6) aus einem feuerfesten Rohr (23) besteht, das einen elektrischen Widerstand (24) enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (6) aus einem Metallrohr (27) besteht, das im Inneren ein feuerfestes Materiel (28) enthält.