DE1807731C - Verfahren zur Herstellung von Floatglas - Google Patents

Description

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Floatglas, so wie es heutzutage durchgeführt wird, wird eine Glasmenge auf ein flüssiges Bad, im allgemeinen ein Bad aus geschmolzenem Zinn, gegossen, auf welchem sich das Glas in Form eines Bandes ausbreiten kann. Das Glas kann dabei seine Gleichgewichtsstärke annehmen, die für ein Soda-Kalk-Kieselsäure-Glas mit einer Zusammensetzung, die der von üblichem Platten- und Tafelglas entspricht, bei 0,689 cm liegt. Es ist auch möglich, zu erreichen, daß die Stärke des Glases über oder unter der Gleichgewichtsstärke liegt.

In jedem Fall — d. h. unabhängig von der Glasstärke, die erzielt werden soll — belindet sich das Bad aus geschmolzenem Zinn in einer langgestreckten Wanne, die aus einer Stahlschale besteht, welche bislang mit feuerfesten Tonblöcken ausgekleidet war. Da die feuerfesten Blöcke auf dem Zinn schwimmen wurden, werden in der Praxis die Blöcke an den Stahlwänden mit Schrauben befestigt. Dies wird so durchgeführt, daß man wärmebeständige mit Schraubenwindungen versehene Stehbolzen an der Innenseite der Wände anschweißt, jeden feueifesten Block durchbohrt, so daß wenigstens eine und im allgemeinen zwei oder mehrere durchgehende öffnungen vorhanden sind, von denen jede einen Stehbolzen mit einem Durchmesser von im allgemeinen 1,3 cm und einer Länge von im allgemeinen IO bis 25 cm, einen Dichtungsring und eine Multcr aufnimmt, und dann die Öffnung mit feuerfestem Ton verschließt. Der feuerfeste Tun, der /um Verschließen der öffnung verwendet wird, ist eine Stampfmischung und soll dazu dienen, eine Berührung des Hol/.cns, des Dichtungsringes und der Mutter mit dem geschmolzenen Zinn des Bades und damit eine mögliche Verunreinigung des Zinns zu verhindern. Die feuerfesten Blocke werden auf einem Bett aus körnigem Ausgleichsmaterial, z. B. Sand u. ä., ausgerichtet.

Ein typisches Bad von beispielsweise 45 m Lange und ausreichender Breite, so daß ein Glasband mit einer Breite von 254 cm erzeugt werden kann, kann ungefähr 450 feuerfeste Blöcke verschiedener Großen und Formen enthalten, deren Länge und Breite im ίο allgemeinen unterschiedlich bis zu 61 χ 91 cm betragen kann. Die Stärke der Blöcke verändert sich im allgemeinen zwischen 15 und 30 cm oder mehr, was von ihrer Anordnung in der Wanne abhangt. Im allgemeinen ist das Ende der Wanne, an dem das Glas auf das Zinn gegossen wird, tiefer als das Ausgangsende der Wanne; die feuerfesten Seitenwände sind so gestaltet, daß die Wanne einem trogahnlichen Behälter gleicht. .

Jeder einzelne feuerfeste Block weist Durchbohrungen auf, so daß er wenigstens zwei Bolzen aufnehmen kann· die größeren Blöcke sind zur Aufnahme von 4 Stehbolzen vorgerichtet. Infolgedessen sind an eine typische Stahlwand mehr als 900 und gegebenenfalls 1400 oder mehr Stehbolzen geschweißt: dieselbe _a5 Anzahl Löcher muß in die Blöcke gebohrt werden; die Blöcke müssen in Form geschnitten und schließlich dicht nebeneinander an der Stahlwand befestigt werden. Die Dichtungsringe und Muttern müssen von Hand auf die Schraubenbolzen gesetzt und auch von Hand festgezogen werden. Alles in allem ist also ein erheblicher Aufwand an Arbeit und Zeit erforderlich, um ein Bad fertigzustellen. Es ist leicht einzusehen, daß die Konstruktionskosten ausschließlich der Materialkosten sehr hoch sind.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von qualitativ hochwertigem Floatglas, bei welchem die Glasmasse von geschmolzenem Metall, welches sich in einer mit einer feuerfesten Auskleidung versehenen Wanne befindet, getragen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Wanne verwendet, die an Ort und Stelle mit einer Gußmasse aus feuerfestem-Material, gegebenenfalls an verschiedenen Stellen unterschiedlich dick, ausgekleidet ist, welche bei Beginn des Verfahrens noch Wasser enthält.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erlindungsgemäßen Verfahrens verwendet man eine Wanne, die aus einer länglichen Metallschale besteht, deren Innenboden ganz und deren Innenwände zumindest teilweise mit der Gußmasse ausgekleidet sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird eine Wanne verwendet, deren Auskleidung aus feuerfestem Ton in situ gegossen ist. Zweckmäßigerweise weist die Wanne eine Anzahl Haken, Anker u.a. gleicher oder unterschiedlicher Länge auf, die an den Boden und/oder den Wänden der Stahlwanne angeschweißt und die in die feuerfeste Gußmasse eingebettet sind. Während bei den bisher bekannten Wannenkonstruktionen mehr als 900 mit Schraubenwindungen versehene Bolzen vorhanden sein müssen, kann die Anzahl der Haken u. dgl., die außerdem keine Schraubenwindungen aufweisen müssen, der bei dem erlindungsgemäßen Verfahren verwendeten Wanne gleich oder kleiner sein. Zur Herstellung der Wanne wird an Ort und Stelle ein Wasser enthaltendes gießbares feuerfestes Material direkt gegen die Slahlwand und um die Haken bis zu der gewünschten Stärke gegossen, wobei es nicht not-

wendig ist, wie bisher zwischen der Wand und den Blöcken ein Ausgleichsmaterial zu verwenden. Im allgemeinen ist es günstig, die Wanne in eine Anzahl von Abschnitten zu unterteilen, die eine geeignete Form aufweisen, etwa in der Art wie beim Betonstraßenbau abwechselnde Abschnitte begrenzter Breite und Länge zu einer Zeit gegossen werden, worauf die Formen entfernt und die übrigen Teile zu einer anderen Zeit gegossen werden. Alle Unterschiede in der Stärke oder Oberfllcherxkontur können durch in geeigneter Weise gestaltete und angeordnete Formen ausgeglichen werden.

Wegen der thermischen Ausdehnung des feuerfesten Materials während der Benutzung ist es günstig, Verbindungsfugen zwischen den gegossenen Blöcken vorzusehen. Da die benachbarten Teile gegeneinander gegossen werden, besteht eine Methode zur Ermögiichung einer Ausdehnung darin, ein Aluminiumoiükat-Fasermatcria! als Fugcntrcnnmaterial zu verwenden.

Es ist leicht einzusehen, daß das Auskleiden einer Wanne durch Gießen des feuerfesten Materials an Ort und Stelle erheblich die Kosten der Wanne für die Floatglasherstellung verringert, weil das Bohren der Blöcke, das Anordnen der Blöcke und das Installieren der Blöcke mit der Befestigung der Schrauhen wegfällt und weil außerdem weniger Bolzen verwendet werden können. An den Bolzen oder Haken brauchen keine Schraubenwindungen vorhanden sein. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Wanne weist weniger Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Abschnitten der Auskleidung auf; dies ist sehr erwünscht, weil dann weniger Stellen vorhanden sind, durch die das geschmolzene Zinn an die äußere Stahlwand gelangen und verunreinigt werden kann. Das an Ort und Stelle gegossene Material läßt sich auf jede beliebige Stärke bringen, die für die feuerfeste Auskleidung erwünscht ist.

Das Aushärten des feuerfesten Materials ist ein einfacher Vorgang. Die ausgekleidete Wanne muß auf eine Temperatur erhitzt werden, die oberhalb der Schmelztemperatur des Zinns und oberhalb der Schmelztemperatur des Glases liegt. Zinn schmilzt bei 232°C; das Glas weist am Eintrittsende eine Temperatur von etwa 1150⁰C und am Ausgangsende eine Temperatur von etwa 540⁰C auf. Ein kontrolliertes Vorheizen genügt zum Aushärten des feuerfesten Materials; sobald beim Vorheizen eine Temperatur von etwa 260⁰C erreicht ist, kann das Zinn in die Wanne gefüllt werden. Es zeigte sich überraschenderweise, daß die Herstellung eines fehlerfreien, qualitativ hochwertigen Floatglases in der Wanne möglich ist, und zwar spätestens 2 Tage nach Eingießen der Auskleidung und Inbetriebnahme.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Wanne wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen bedeutet

F i g. I eine Draufsicht auf eine typische Wanne für die Herstellung von Floatglas, in der man Teile der in situ gegossenen feuerfesten Auskleidung erkennt,

F i g. 2 eine Draufsicht entsprechend der in F i g. I dargestellten, in welcher man die fertige in situ gegossene feuerfeste Auskleidung erkennt,

F i g. 3 einen Schnitt in der Ebene 3-3 in Fig. I, in welchem man die Bolzen oder Haken erkennt, um die das feuerfeste Material gegossen ist,

F i g. 4 einen Teillängsschnitt durch das Glaseintrittsende eines Bades für die Herstellung von Floatglas, der zur Erläuterung des Glasherstellungsverfahrens angefügt ist.

Man erkennt in den Zeichnungen eine Wanne 10, die eine äußere Stahlschale 12 und eine feuerfeste Auskleidung 14 aufweist. Die feuerfeste Auskleidung besteht aus einem Oberteil, Seitenwänden und einem Boden; der Boden ist aus einer größeren Zahl von Abschnitten 16 konstruiert, auf die noch näher ein-

gegangen wird. Der Boden hat eine trogähnliche Kontur, damit er das Bad aus geschmolzenem Zinn 18 (vgl. F i g. 4) aufnehmen kann, auf welches die Glasmasse aus einem Schmelztank 20 über ein Paar feuerfester Kämme 22, 24, die zur Kontrolle des Fließens dienen, und über eine Lippe 26 aufgebracht wird, so daß sich ein Glasband 28 bilden kann. Durch die Kopfteile 30 wird eine Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff, z. B. 95°/„ Stickstoff und 5% Wasserstoff, zugeführt, so daß eine geeignete Atmn-

ϊο sphäre aufrechterhalten wird, in der eine Oxydation des Bades und die Bildung von Schlacke auf dem letzteren vermieden wird; die Schlacke könnte an dem Glas haften und damit die Qualität des letzteren verschlechtern. Das Glasband wird auf seinem Weg zum anderen Ende des Bades abgekühlt, am Ausgangsende 32 aus der Wanne entfernt und auf Förderrollen 34 in einen Temperofen (nicht gezeigt) geleitet. Der Boden der Wanne besteht aus Teilen oder Abschnitten 16 aus feuerfestem Material, die an Ort und Stelle gegossen sind. In F i g. 1 sind abwechselnde Abteilungen aus gegossenem feuerfestem Material dargestellt, wobei die einzelnen Abschnitte durch Formen 36 getrennt sind. Die Formen können aus Holz, Metall oder anderem Material hergestellt sein, wobei es nur darauf ankommt, daß die Mischung für das feuerfeste Material nicht an ihnen haftet.

Vor dem Gießen der Abschnitte wird eine größere Zahl von Haken, Ankern o. ä. 38, die im allgemeinen aus Stahl bestehen, an den Boden der Stahlhaut angeschweißt, so daß sie vollständig von dem gegossenen feuerfesten Material eingebettet werden. Diese Haken, Anker usw. halten die Abschnitte 16 in ihrer Stellung fest, selbst dann, wenn geschmolzenes Zinn durch die Nahtstellen unter die Abschnitte gerät, obwohl das feuerfeste Material im allgemeinen eine geringere Dichte aufweist als das Zinn.

Man erkennt aus Fig. 1, daß eine größere Zahl von abwechselnden Abschnitten 16Λ aus feuerfestem Material gegossen sind; die gegossenen feuerfesten Abschnitte können aushärten, worauf die Formen entfernt und die resjtlichen Abschnitte 16 B gegen die Abschnitte 16 A gegossen werden. Es ist nicht notwendig, daß alle Abschnitte 16Λ oder 16 B zur gleichen Zeit oder am selben Tag gegossen werden. Es können Teile gegossen werden, und das Gießen kann in einer oder in mehreren Richtungen fortschreiten. Sobald das Gießen beendet ist, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, besteht der Boden aus einer Reihe von Abschnitten, die im allgemeinen etwa gleiche Größe und Gestalt aufweisen. Beim Gießen der einzelnen Abschnitte oder Bleche hat sich die Vibrationstechnik bewährt. Aus. den Zeichnungen läßt sich ohne weitete Frklärung alles Nähere entnehmen; es können mehr oder weniger Blöcke vorhanden sein als dargestellt, was von den Abmessungen der Wanne und auch von der Größe der Abschnitte abhängt.
. Zum Gießen der Seitenblöcke I6C sind nur weitern Formen mit veränderter Höhe erforderlich. Die

Seitenblöcke können mit zwei Höhen gegossen werden, wenn die Form entsprechend entworfen ist. Auch die Tiefe der Bodenabschnitte kann verschieden sein, wie man aus F i g. 4 erkennt, wobei diese Unterschiede ebenfalls durch geeignete Formen erreicht werden können.

Ein typisches gießbares, feuerfestes Material, welches für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, weist folgende chemische Analyse (auf Oxydbasis) auf:

Siliziumoxyd (SiO₂) 33,4%

Aluminiumoxyd (Al₂O₃) 60,0°/₀

Ferrioxyd (Fe₂O₈) 1,0%

Titanoxyd (TiO₂) 1,9%

Calciumoxyd (CaO) 3,4%

Magnesiumoxyd (MgO) 0,1 %

Alkali als (Na₂O) 0,2%

Dieses Material weist eine thermische Leitfähigkeit von 0,826 kcalm/°C m²h auf und ist bis zu einer Grenze von 1650°C brauchbar. Nach dem Gießen wird die Wanne auf höhere Temperatur erhitzt, wodurch das feuerfeste Material in situ aushärtet.

Andere gießbare feuerfeste Materialien mit hohem Aluminiumoxydgehalt, die ebenfalls verwendet werden können, weisen folgende Zusammensetzung auf:

10 Siliziumoxyd (SiOjj) ...	28,4	39,5	28,5
Aluminiumoxyd (AIjO3)	65,8	50,5	62,7
Ferrioxyd (FeO3)	1,0	3,1	0,9
Titanoxyd (TiO2) , .	2,2	2,0	1,7
15 Calciumoxyd (CaO) ...	2,4	4,7	5,9
Magnesiumoxyd (MgO)	Spuren	0,1	0,1
Alkali als (Na2O)	0,2	0,1	0,2

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Heistellung von Floatglas, bei welchem die Glasmasse von geschmolzenem Metall, welches sich in einer mit einer feuerfesten Auskleidung versehenen Wanne befindet, getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wanne verwendet, die an Ort und Stelle mit einer Gußmasse aus feuerfestem Material, gegebenenfalls an verschiedenen Stellen unterschiedlich dick, ausgekleidet ist, welche bei Beginn des Verfahrens noch Wasser enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wanne verwendet, die aus einer länglichen Metallschale besteht, deren Innenboden ganz und deren Innenwände zumindest teilweise mit der Gußmasse ausgekleidet sind und die in ihrem Innern am Boden und/oder den Wänden angebrachte Metallhaken aufweist, welche in der Gußmasse eingebettet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußmasse aus feuerfestem Ton besteht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wanne verwendet, deren Auskleidung in einzelne Abschnitte unterteilt ist.