DE1933722C3

DE1933722C3 - Verfahren zur Herstellung von Flachglas

Info

Publication number: DE1933722C3
Application number: DE19691933722
Authority: DE
Inventors: Knavish Leonard Arthur; Schornhorst James Ray
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1968-07-24
Filing date: 1969-07-03
Publication date: 1973-07-05
Also published as: ES368771A1; FR2013566A1; ZA693793B; DE1933722B2; DK133141C; BR6910632D0; BE736435A; DE1933722A1; DK133141B; SE353066B; GB1262898A; NL6911375A

Description

worm

d = θ =
ß =

g =

^CP =

κ-η

Dichte des Glases in g/cm³,
Tiefe der Temperaturinversionsstelle in cm, Temperaturunterschied in Grad C
Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases

n =

^m Grad C'

Gravitäiskonstante 981 cm/sec²,
Spezifische Wärme des Glases in

cal
g-GradC

Wärmeleitfähigkeit des Glases in

ca[

cm · see - Grad C'

Viskosität des Glases in Poise.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachgips, bei dem Glasgemenge gesteuert in einen Glasschmelzofen zugeführt und Wärme auf das Gemenge angewendet wird, um dieses zu schmelzen imd eine Glasschmelze zu bilden, von der wenigstens ein Tei! daraufhin von der Beschickungszone des Ofens.in die Läuterungszone fließt, um geläutert zu werden, und dann zu der Arbeitszone des Ofens fließt, wo geschmolzenes Glas kontinuierlich abgenommen wird, und bei dem die Unterseite des Ofens gekühlt wird.

Bei der Herstellung von Flachglas werden abgemessene Msngen von Glasgemenge durch eine Geinengezufiihrung vom Beschict.ungsende eines Glasschmelzofens zugeführt. Der übliche Ofen weist eine relativ lange Wanne auf, die aus feuerfesten Blöcken gebaut und im allgemeinen in drei Zonen, eine Schmelzzone, eine Läuterungszone und eine Arbeitszone unterteilt ist. In einigen Ofen können Schwimmer oder andere Schranken benutzt werden, um die Zone wenigstens an-der Oberfläche des Glases wirksam voneinander zu trennen. In anderen Wannen trennt ein Querbalken, der über dem Glaspegel endet, wirksam die Schmelzzone von der Läuterungszone. In jedem Fall ist jedoch am Boden der Wanne eine freie Austauschbarkeit zwischen der Schmelzzone und der agszot

Am Beschickungsende des Ofens wird dem Gemenge Wärme zugeführt, um eine geschmolzene GJasmenge zu erzeugen. Während geschmolzenes Glas in der Arbeitszone aus der Wanne entnommen wird, führt man zusätzliche Gemengebestandfeile im allgemeinen an der Oberfläche der Schmelze zu, so daß ein im wesentlichen konstanter Glaspegel in dem Ofen aufrechterhalten wird. Während des Schmelzens des Gemenges fließt das Glas im allgemeinen in Richtung der Läuterungszone und in diese hinein und daraufhin in die Arbeilszone des Ofens.

In der Läuterungszone kann das Glas längere Zeil der Schmelztemperatur ausgesetzt sein, d, h._t es gibt Gase ab und wird im allgemeinen temperaturmäßig ausgeglichen. Natürlich sind Oberflächenglas und Bodenglas unterschiedlich iii ihren Temperaturen. Dies kommt daher, daß ein Temperaturgradient zwischen diesen besteht und eine Temperatur inversion in der Nähe der Glasoberfläche vorliegt. Temperaturdifferenzen verursachen Konvektionsströmedes Glases in dem Ofen, so daß in dem üblichen Ofen eine Glasströmung am Boden entlang· und in Richtung zum Beschickungsende stattfindet. Wenn diese Konvektionsströme eine bestimmte Größe erreichen, nimmt die Arbeitstempentur über das gewünschte Niveau zu, uid man wendet im allgemeinen eine Oberflächenkühlung an, um die Temperatur des Glases auf das gewünschte Niveau zu senken. In diesem Moment kann ein Zustand der Instabilität auftreten, und es bilden sich Umwälzungen in dem Glas. Solche Umwälzungen offenbaren sich als Fehler der inneren Qualität des erzeugten Flachglases, die man an Proben beobachten kann. Die Fehler treten im allgemeinen als eine Art von Streifen oder Schlieren auf. Schlieren liegen bei inneren horizontalen und parallelen Schichten im flachen Glas vor, die sich geringfügig in ihrer chemischen Zusammensetzung von dem umgebenden Glas unterscheiden. Streifen sind eine Art von Schlieren, die nicht horizontal oder keilförmig verlaufen.

Ein Verfahren der eingangs· genannt« in Art, bei dem das Glas von unten gekühlt wird, ist bekannt (britische Patentschrift 587 358). Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren so auszubilden, daß Konvektionsströme und somit unstabile Umwälzungen, die schlechte oder minderwertige Glasqualität hervorrufen, vermieden oder zumindest erheblich verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Läuterungszone des Ofens derart ge-'

<ya kühlt wird, daß sich in der Glasschmelze eine Rayleighzahl von kleiner als 1100 einstellt, wobei für die Rayleighzahl Ra gilt:

Ra -

worm

Q =
d =-

θ =

ß =

g =

c„ =

ν =

Dichte des Glases in g/cm³.
Tiefe der Temperaturinveni'.onsbtelle in cm,
Temperaturunterschied in Grad C,
Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases in

Grad C '
Gravitätskonstante 981 cm/sec²,

Spezifische Wärme des Glases in

cal

Grad C '

Wärmeleitfähigkeit des Glases in

cal

cm · see · Grad C'
Viskosität des Glases in Poise.

■ins V

'sss^sm.

gndung an Hand der ΖώώώΓ^^Η&Κ. a schmefzofe!^{11011 VcrtikaIs}^ni» «torch dnen Glas-

IO

. . „. . ^.j;,» v,muii vjiasscnmeizoien 10, der im allgemeinen aus feuerbeständigen Blöcken aufgebaut ist und eine Rückwand 12, eine Vorderwand 14, Seiten-¹ Wände 16, einen Boden IS und ein Dach 20 aufweist. An der Rückwand 12 liegt eine Gemengezuführung 22, die die Rohstoffe 24 auf das geschmolzene Glas 26 in dem Ofen zuführt, welches in der Schmelzzone 28 des Ofens 10 geschmolzen wird. Das Glas fließt in Richtung auf die Arbeitszone an der Vorderwand 14 .und in die Läuterungszone 30 des Ofens, Wärme wird mittels Brennern 32 durch öffnungen 34 in den Seitenwänden 16 zugeführt. Ein geeignetes Brennstoff-Luft-Gemisch wird den Brennern 32 zugeführt·. Die Schmelzzone 28 ist von der Läuterungszone 30 durch einen Querbalken 36 abgetrennt.

In der Länterungszonc wird die Unterseite des Glases gekühlt, wie z. B. durch ein Gebläse oder eine Reihe von Gebläsen 38, die unter der Wanne liegen. Normalerweise wird die Kühlluft durch ein horizontal angeordnetes Gebläse in Richtung zum Beschickungsende des Behälters zugeführt. Ein Vorhang 39 kann benutzt werden, um die Schmelzzone von unerwünschter Kühlung zu schützen. Er ist vorzugsweise in der Nähe der Aufströmzone angeordnet, die durch einander gegenüberhegende Pfeile angedeutet ist, die die Konvektionsströmung zeigen.

F i g. 1 veranschaulicht durch Pfei'e typische Konvektionsströmungen bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfalirens.

F i g. 2 ist ein Diagramm der Giastemperatur, die in Abhängigkeit von der Glastiefc aufgetragen ist. Sie zeigt dii Ternperaturinversion in der Glasmasse ohne und bei Anwendung des erfindungsgcmäßen Verfanrens. Die Kurve Λ (ausgezogen) kennzeichnet die Verhältnisse, die üblicherweise jn einer Glasschmelzwanne in der Läuterungszone festgestellt werden. Die Kurve B (gestrichen) tritt auf, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Die TemperaturinversfonssteJle (d) für die Kurve A Jiegi tiefer als die Temperaturinversionssteile für die Kurve B, oMeich die Oberfläehentcmperaturcn ohne Qberflächenkiih· lung im wesentlichen gleich sind, Das Temperaturgefälle, jedoch zwischen dem Oberflächenglas und dem Bodenglas, nimmt bei dem erfindungsgcmäßen ' Verfahren zu.

Die Geschwindigkeitskurven (F i g. 3) für die übliche Betriebsweise (Kurve C) und eine Betriebsweise entsprechend der Erfindung (Kurve Z)) zeigen, daß die Oberflächenströmung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren niedriger ist, also daß das Glas eine längere Verweilzeit besitzt, eine zweite vorteilhafte Wirkung, so daß das Glas bessere Qualität erhält. Die Verweilzeit ist wichtig für den Läuterungsvorgang; besonders wichtig ist eine größere Zeitspanne, in welcher gekühlt wird, 30 daß die Kühlgeschwindigkeit niedriger sein kann, wodurch die Rayleighzahl verringert wird und thermische Instabilitäten vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde bei einer Glasschmelzwanne von etwa 41,75 m Länge urd etwa 8,23 m Breite angewendet. Die Schmelzzone dieser Wanne ist etwa 27,74 m lang, während die Läuterungszone etwa eine Länge von 13,72 m hat. Die Glastiefe ist etwa 114,3 cm über die Länge der Schmelz- und Läuterungszone der Wanne.

Ein Gebläse mit einer Leistung von etwa 28320 m³ pro Stunde ist unter der Läuterungszone der Wanne und etwa 91,4 m vor der Arbeitszone angeordnet. Das Gebläse richtet die Luft horizontal und in Richtung der Schmelzzone der Wanne.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

\ 933 722

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Flachglas, bei dem Glasgemenge gesteuert in einem Glasschmelzofen zugsfiihrt und Wärme auf da» Gemenge an- «lewendet wird, um dieses zu schmelzen und eine Glasschmelze zu bilden, von der wenigstens ein 0ci\ daraufhin von der Beschickungszone des 'Ofens in die Läuterungszone fließt, um geläutert 'φα werden, und dann zu der Arbeitszone des Ofens 'flieBt, wo geschmolzenes Glas kontinuierlich ab-'genommen wird, und bei dem die Unterseite des Ofens gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuterungszone des Ofens derart gekühlt wird, daß sich in der Glasschmelze eine Rayleighzahl von kleiner als 1100 einstellt, wobei Tür die Rayleighzahl Ra gilt: