DE1954716A1

DE1954716A1 - Wannenofen fuer geschmolzenes Material

Info

Publication number: DE1954716A1
Application number: DE19691954716
Authority: DE
Inventors: Jean Autequitte; Edgard Brichard; Joseph Declaye
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1968-10-30
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1970-05-06
Also published as: IE33898L; US3767375A; AT301082B; NO126613B; FI50872B; ES372961A1; CS178852B2; CA954303A; LU57194A1; IE33898B1; BE740490A; FI50872C; IL33248A0; IL33248A; FR2021878A1; GB1292158A; BR6913734D0; CH520627A; RO57033A; JPS5233128B1

Description

DR. MOLLER-BORf DIPl.-INO. GRALFS 1954718 DIPL.-PHYS. DX. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. OEUFEL PATENTANWÄLTE

München, den 3 Lo/th - G 2025

GLAVEEBEL

166, Chaussee de la Hulpe Watermael-Boitsfort
Belgien

Wannenofen für geechmoleenee Material

Priorität1 Luxemburg vom 30. Okt. 1966 Ho. 57 194

Die Erfindung betrifft Ofen nur Aufnahme eines Bades aus geschmolzenen Material, welche mindestens eine Wand besitzen, die mindestens teilweise aus aneinasdergelegten vorgefertigten Elementen besteht, wobei Kanäle vorhanden sind, durch welche ein gasförmiges Fluid fließen kann, und die sich vom Inneren der Wanne durch mindestens einen Teil der Dicke der Wand über die Fugen zwischen den inneren Flächen dieser erstrecken.

Die Dichtigkeit gegenüber dem Fluid einer solchen feuerfesten Wand kann insbesondere durch Verfestigung der geschmolzenen

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IRAUNSCHWEtG, AM IOIOmAtK % TIL (Mti) iUV · MONCHIN 72, lOMIT-KOCH-STIASSI I, TfL. (Mit)»·! M TELEX 521090 MIPAT

BAD

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Flüssigkeit in den Fugen erzielt werden, jedoch ißt eine solche Lösung nicht inner einfach, insbesondere wenn die Flüssigkeit beträchtlich über ihrem Schmelzpunkt liegt; in der Tat kann in einem solchen Fall die Flüssigkeit nur in einer ziemlich großen Entfernung von der Vorderseite der Ofenwand verfestigt werden, so daß die Flüssigkeit tief in die Wand eindringt; dies kann eine Anzahl von Nachteilen aufwerfeni die Flüssigkeit bleibt in den Fugen dor Wand stationär, Korrosion von letzterer. Verunreinigung der Flüssigkeit durch Produkte einer solchen Korrosion, das Anheben der Bodenblöcke, wenn deren Dichte geringer als diejenige der Flüssigkeit ist und letztere in die Fuge unter dem Block Über eine ausreichende fläche der Verbindung sum Strömen komt, etc. Insbesondere kann das Eindringen des geschmolzenen Materials in Kontakt alt Metallteilen, welche hinter den feuerfeiten Blöcken Angeordnet sind» infolge der etarken korrosiven Wirkung des geschaolsenen Material· unzulässig sein. Es ist daher immer notwendig, eine Schranke anzuordnen, welche den Durchtritt der Flüssigkeit verhindert, wobei die Lage dieser Schranke im Hinblick auf die Stftrke der Ofenwand beliebig sein kann.

Die Erfindung ermöglicht es, diese Mängel aufzuheben oder auf ein Minimum herabzusetzen und bietet viele Vorteile, was aus der folgenden Beschreibung hervorgeht.

Gemäß der Erfindung sind die Kanäle mindest«!* örtlich sowohl hinsichtlich der Querschnittsabmeisung reduziert al« auch von Materialien begrenzt, die infolge ihrer Oberflächeneigenschaften in der Lage sind, das Eindringen des geschmolzenen Materials des Bades durch die Kanäle, welche in der Querschnittsgröße über mindestens einen Seil der Wandstärke

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• ifijiV.'-.ii'ry.

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reduziert sind, zu verhindern. Ig ist eine aus Elementen gebildete Schicht -vorhanden, d. h. aneinander gelagerten, vorgefertigten Elementen und/oder Körnern, welche durch fugen voneinander getrennt eind und die «it dem Bad in Berührung gebracht werden können, wobei die Schicht infolge der Abmessungen der Fugen evisehen den Elementen und der Oberflächeneigenachaften dee vorliegenden Materials gegenüber den Bad dicht ist, d· h. des Badeβ|der Haterialien der die Fugen wischen ihnen bildenden Elemente und der beliebigen vorhandenen Oase . Sie Haterialien der gegenüber dem Fluid dichten Schicht und die Abmessungen seiner Fugen werden daher so gewählt, daß ein Kindringen vermieden wird.

Die Erfindung ermöglicht es daher, nutzlose Investitionen infolge des Stehenbleibens von Flüssigkeit in den Fugen sowie den Verlust oder die schwierige und unvollständige Wiedergewinnung der nach dem Ετίδsehen des Ofens in der Wand verfestigten Flüssigkeit herabzusetzen oder auszuschließen. Daher ist ea möglich, in den Winden, wo dies erwünscht ist, Hohlräume vorzusehen. Die Korrosion der Vandeleoente durch die Flüssigkeit an anderen Stellen als an der Oberfläche 1st weitgehend vermieden, was es möglich macht, Materialien zu verwenden, die sonst an diesen Stellen nicht verwendet werden konnten. Der Ofeninhalt und insbesondere die Flüssigkeit werden nicht langer durch aufgelöste oder suspendierte Körper, Oase, glasartige Abscheidungen, welche aus der Berührung zwischen Flüssigkeit und bestimmten Haterialien, welche die Wand bilden, verunreinigt, falls eis nicht langer durch die Flüssigkeit berührt werden. Andererseits wird, wenn man ganz oder teilweise die Zusammensetzung der Flüssigkeit zu modifizieren wünscht, das langsame

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Mißchen mit der in Ruhe befindlichen Flüssigkeit in den Fugen vermieden.

Der Auftrieb, welcher auf die Wandelenente ausgeübt wird, wenn ein ausreichend großer Teil der Bodenfläche der Elemente in Kontakt mit der die Fugen auffüllenden Flüssigkeit ißt, wird ebenfalls verhindert. Dieser Auftrieb auf die Elemente,, die leichter ale die Flüssigkeit Bind, zwingt dazu, verschiedene mehr oder weniger kostspielige Maßnahmen zu treffen, die durch die Erfindung vermieden werden können.

Wenn die Flüssigkeit ein guter Leiter für Wärme und/oder Elektrizität ist, ermöglicht es die Erfindung ebenfalls durch die Verhinderung ihre« Eindringens in die Wand, Energie Verluste und bestimmte Hilfsmaßnahmen, die als Ergebnis dieser Lage notwendig werden könnten, auszuschließen·

Vorteilhafterweise sind die Elemente der Schicht hauptsächlich aus Kohlenstoff an den Fugenetellen aufgebaut} 4. h. die Elemente, deren Formen und Abmessungen in weiten Grenzen variiert werden können, sind insgesamt oder nur an der Oberfläche aus Kohlenstoff hergestellt«

Der Ausdruck Kohlenstoff ist so zu verstehen, daß er sowohl Graphit als auch amorphen Kohlenstoff umfaßt, wobei der letztere in keiner Weise die Anwesenheit verschiedener Verunreinigungen oder sogar geeigneter Zusatzstoffe ausschließt. Kohlenetoff wird aus dem Grunde verwendet, da er insbesondere durch flüesige Metalle noch durch Gläser benetzt wird.

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Vorzugsweise ist mindestens eine Schicht, die nur oder hauptsächlich aus Blöcken besteht, vorhanden, um die Dichtigkeit sicherzustellen. Die Bedeutung des Ausdruckes "Block" umfaßt hier ebenfalls ziemlich große jedoch relativ dünne Teile, welche ebenfalls Fliesen genannt werden. Eb hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Anzahl der Fugen zu beschränken, d. h. Elemente mit großen Abmessungen zu verwenden. Wenn Flüssigkeit in der Lage ist, einen kurzen Weg unterhalb der Seitenkante^ eines Teiles einzutreten, wurde tatsächlich gefunden, daß dieses Teil um so rascher hochsteigt, als seine Abmessungen kleiner sind. Dichtigkeit gegenüber dem Fluid zwischen den Blöcken kann in den ßeitenfugen, die diese voneinander trennen, erreicht werden oder auch mittels einer Schicht, welche mit der Rückseite der Blöcke in Zontakt tritt, d. h· der gegenüberliegenden Seite zu der Seite, welche auf die Masse der Flüssigkeit in dem Ofen gerichtet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Fugen zwischen den Blöcken offen, d. h. sie enthalten kein Füllmaterial, Jedoch besitzt mindestens ein Teil ihrer Fläche eine geringere Stärke als die, welche bei dem Material, welches die Oberfläche der Blöcke bildet, das Fließen der Flüssigkeit gestattet. Vorausgesetzt, daß Blöcke mit einer ausreichend ebenen Oberfläche verwendet werden, kann der maximale Abstand zwischen aneinanderstoßenden Flächen kleiner sein ale derjenige, bei welchem die Flüssigkeit in' der Lage ist, zwischen die Flächen einzudringen. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft wo ziemlich heftige Flüssigkeitaströmungen Füllmaterialien mit sich reißen könnten und sie vermeidet die Schwierigkeit, eine vollkommene Füllung der Fugen sicherzustellen.

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Vorzugsweise wird ein Festklemmen der nebeneinander angeordneten Blöcke gegeneinander unter Druck sichergestellt, um das öffnen der Fugen, z« B. durch die Wirkung einer größeren Ausdehnung des Metallrahmens oder -aufbaues als derjenigen der Blöcke der Fluid-dichten Schicht, zu vermeiden. Durch Verwendung einstellbarer Klammern kann der Druck der Fugen entsprechend den Temperaturanderungen eingestellt werden, insbesondere wenn der Ofen gezündet wird.

fc Manchmal ist es vorteilhaft, die Einführung der Flüssigkeit längs der Fläche der Blöcke, welche sich relativ zur Masse der Flüssigkeit auf deren Eückseite befindet, durch Wirkung der Oberflächenspannungen und der Abmessungen der Fugen, die sich längs dieser Fläche erstrecken, zu verhindern. Dieses Abdichten auf der Rückseite ist notwendig, um eine kostspielige Lösung Ton Verankerungen zu vermeiden, falls keine dichte Fuge zwischen den Blöcken vorhanden ist, und sie ist als Sicherheitsmaßnahme vorteilhaft, wo ein Sichöffnen der Fugen zwischen den Blöcken im Falle von Verformungen befürchtet wird, die sich unter der Hitzeeinwirkungen ausbilden» Darüber hinaus kann infolge des Temperaturabfalles der Widerstand der Fugen gegenüber dem Eindringen von Flüssigkeit als umso

V wirksamer sein, als von der Hasse der Flüssigkeit entferntere Stellen betrachtet werden» Andererseits ist die senkrechte Fuge im Falle eines Bodens stärker beansprucht als die horizontale Fuge unterhalb der Blöcke, da in der vertikalen Fuge die Wirkung des Gewichtes sich voll zugunsten eines Eindringens von Flüssigkeit auswirkt und ebenfalle leichte feste oder gasförmige Teilchen, die dieses Eindringen verhindern könnten, leichter in der senkrechten ' Fuge herausgeholt werden·

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In einigen. Fällen iBt es nützlich, am äußeren Umfang der Blöcke eine oder mehrere Ausstülpungen-vorzueehen, welche hervorragen und dazu geeignet sind, in einer Aushöhlung oder Aushöhlungen der angrenzenden Blöcke untergebracht zu werden. Das gegenseitige Ineinandergreifen der Blöcke wird auf diese Weise erreicht. Dieses Ineinandergreifen steigert auch die Sicherheit vor dem Aufsteigen der leichten Blöcke, da ein Block oder mehrere Blöcke,, der/die zufällig mit allen Flächen in die Flüssigkeit eingetaucht sein kann/könnte, durch das Ineinandergreifen zurückgehalr ten werden würde, und somit nicht aus der Schicht aus Blöcken herausgezogen werdon könnte..

Insbesondere ist es vorteilhaft\ die Dichtigkeit gegenüber der .Flüssigkeit in den offenen Fugen zwischen den Körnern eines Pulvers durchzuführen. In der Tat sind die Abmessungen der Fugen, wie auch immer die Abmessungen dieser Körner sind, sehr gering, so daß Flüssigkeiten, welche die Substanz der Körner nicht benetzen, nicht in diese eindringen können. Eb wurde gefunden, daß eine solche Sichtigkeit sehr sicher ist, und daß die Körner, welche leichter als die Flüssigkeit sind, nicht dazu neigen, hochzusteigen und auf der Flüssigkeit zu schwimmen, wenn die Flüssigkeit diese nicht benetzt. Nichtbenetzbare Pulver sind weiterhin von Vorteil, da sie innere Bewegungen vollziehen können, ohne ihre Dichtigkeit zu verlieren, z. B. sie können sich selbst einem Raum anpassen, dessen Abmessungen wesentlich durch die Einwirkungen von Hitze auf die angrenzenden fester Körper variieren.

Insbesondere wird dieses Pulver in Fugen zwischen aneinandergrensenden Blöcken angeordnet; diese Anordnung ermöglicht

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es, mit Hilfe der Blöcke eine wohldefinierte Oberfläche tür Begrenzung des Bede β su schaffen, so dafl es insbesondere möglich ist, die Hotwendigkeit zur Verwendung von Jlüseigkeiteaengen su vermeiden, welche keinen anderen Zweck haben, als die Fugen aufzufüllen, wenn die Flüeeigkeit die vorbestimnte Höhe erreichen soll. Andererseits wird die zu verwendende Pulvermenge auf das Volumen der aufzufüllenden lugen reduziert· Es ist ebenfalle möglich, als Material für die Blocke ein benetzbares Material zu verwenden, und die Verwendung dee nichtbenetzbaren Materials auf dae pulverformige Material su begrenzen, falls ein Vorteil bei einer aolchen Verfahrensweise gegeben ißt. Ee ist ebenfalls möglich, das benetzbare Material mit einem FiIa aus nichtbenetzbarem Material an den Flächen, welche die Fugen bilden Bollen, derart zu bedecken, daß Dichtigkeit vorzugsweise nur in Anwesenheit des nichtbenetzbaren Haterials erzielt wird. Schließlich ist die Anordnung des Pulvers in den Fugen eine gute Vorsichtsmaßnahme gegen das zufällige Aufsteigen der Körner, welche unter bestimmtes Umständen verursacht werden könnte, z. B. wenn ein fester Korper in dem oberen Teil einer Masse aus leichtem Pulver in Kontakt mit einer dichteren Flüssigkeit bewegt wird·

Je nach den Umständen kann es nützlich oder notwendig sein, das Pulver nur oder zusätzlich an mindestens einem (Ceil der Flächen von Blöcken, die hinter den letzteren relativ zu der Masse von Flüssigkeit angeordnet sind, anzubringen· In der Tat wurde gefunden, daß es das Pulver vorteilhafterweise ermöglicht, den hydrostatischen Auftrieb su vermeiden, indem Sichtigkeit gegenüber Flüssigkeit in dem unterhalb der Blöcke befindlichen Bereich erzielt wird·

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Wenn die Sichte der Körner des Pulvers geringer 1st als diejenige der Flüssigkeit', besitzen die Fugen zwischen den Blöcken, welche das Pulver enthalten, vorteilhafterweise mindestens eine hochliegende Zone und eine niedrigere Zone, wobei die hochliegende Zone weiter von der Nasse der Flüssigkeit entfernt ist als die niedrigere Zone und wobei die Abstände längs den Fugen gemessen werden. Auf diese« Wege wäre es, falls eine zufällige Ursache wie heftige Strömungen die Körner des Pulvere in Richtung der freien Oberfläche des Bades mitsichreißen wurden, für diese leichten Körner nicht möglich, über die hochliegende Zone in Richtung sun Bad mitgezogen zu werden, da sie, um dieses zu erreichen, zunächst einmal wieder in der Flüssigkeit nach unten in Richtung zu der zwischendurch angeordneten niedrigeren Zone herabsteigen müßten, was für Körner, die weniger dicht als die Flüssigkeit sind, unmöglich ist. Ale Ergebnis würde ein solches Miteichreißen von Körnern über dl· niedrigere Zone hinaus verhindert werden.

Vorteilhafterweise kann längs der Fugen ein Vorsprung vorgesehen werden, welcher eine solche Form besitzt, daß er zwischen den Flächen eines angrenzenden Blockes angeordnet ist, gleichgültig ob eine horizontale Richtung oder eine Richtung senkrecht zu der Innenfläche der Wand betrachtet wird. Diese Doppelbedingung bietet eine doppelte Sicherheit, da sie gleichzeitig das gegenseitige Ineinandergreifen der aneinandergrenzenden Blöcke und das Festhalten dee Pulvere in den Fugen erzeugt, selbst wenn dieses unter bestimmten Bedingungen dazu neigt, in Richtung zu der oberen Oberfläche der Flüssigkeit mitgerissen zu werden. Dies ergibt sich deutlicher aus der Beschreibung der Zeichnung.

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Gleicherweise let es vorteilhaft, auf dem größeren Teil der unteren Fläche der Blöcke eine oder mehrere Aueeparungen vorzusehen, welche durch eine Rippe begrenzt sind, in welche hervorstehende Teile der darunterliegenden Schicht untergebracht sind. Bei einer solchen Aueführungeform wird das in den Aussparungen untergebrachte Pulver in ähnlicher Weise festgehalten, wie es für die Fugen zwischen den Blöcken von ein und derselben Schicht festgestellt wurdet dieses Pulver müßte nämlich unter die Hippe hinabfließen, um auf der Flüssigkeit zum Schwimmen zu kommen·

Vorteilhafterweise ist mindestens ein Teil des Pulvere mittels eines Bindemittels unbeweglich gemacht, wodurch es möglich ist, jede Erosion der Fugen, selbst wenn letztere eben sind, zu vermeiden· Andererseits wird die Anordnung des Pulvers auf diesem Wege erleichtert, insbesondere in den senkrechten oder dünnen Fugen, und es wird eine gute Füllung von diesen sichergestellt·

Als Bindemittel sind kohlenstoffreiche Bindemittel bevorzugt, so daß der Binder selbst nicht von der Flüssigkeit benetzt wird·

Insbesondere sind Lösungen, welche Zucker und schwere Kohlenwasserstoffe enthalten, zur Verwendung geeignet, welche beim Erhitzen einem hauptsächlich aus Kohlenet off bestehenden Bückstand hinterlassen.

Das unbeweglich gemachte Pulver besitzt bevorzugterweise eine offene Porosität, um ein leichtes Entweichen der gebildeten Gase zu ermöglichen, falls es möglich ist, nicht in Richtung zu der Flüssigkeit sondern in Richtung zur Außenseite

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dee Ofens. Diese Gase umfassen nicht nur solche, welche während des Betriebes des Ofens freigesetzt werden könnten, sondern auch diejenigen, die aus dem Härten des Bindemittele stammen, entweder bei der Betriebstemperatur oder w&hrend des anfänglichen Erhitsens.

£s ist vorteilhaft, Absaugeinrichtungen für diese Oase vortusehen, um su vermeiden, daß sie in Bichtung but Flüssigkeit entweichen. Gemäß einer Ausführungsfor» der Erfindung ist ein· Zwischenschicht »wischen der dichten Schicht und der Flüssigkeit angeordnet, so daß keine lotwendigkeit besteht, die Innenseite der Wand durch ein« Substan* oder Substanzen, welche für die dicht· Schicht geeignet sind, aufsubauen.

Unterschiedliche Leitfähigkeit in Längs- und Querrichtung kann in den Blöcken dor dichten Schicht mittel· Fugen zwischen Blöcken erslelt werden, welch· für eintn Teil der Fugen gegenüber denjenigen «in·· anderen feil·· dieser fugen einen unterschiedlichen Widerstand gegenüber Wärmeübertragung aufweisen. Daher ist es möglich, den Värmegradienten in einer Richtung stark einsusohränken, während ein starker Gradient in der hiersu senkrecht en Richtung gegeben ist, oder eine lokale Abkühlung·- oder Heizwirkung tu vereinigen·

Der Unterschied in der Leitfähigkeit kann durch DiXferensierung der Fugenstärke ersielt werden· Dies ist die einfachste Verfahrensweiee ι die fugen sind im Betrieb entweder von der Flüssigkeit, falls die·· «in Isolator ist, oder von einem tu diesem Zweck vorgesehenen Material aufgefüllt, welches das Abdichtpulver entweder in reiner Form oder

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mittels eines Bindemittels ortsfest gemacht sein kann,

Ss ist ebenfalls aSglich, die Leitfähigkeit «u differen«i·- ren, indem Materialien mit verschiedener Leitflhicteiit in den Fugen verwendet werden, btispielsweise in einigen Fugen Flüssigkeit und in anderen Fug an ein isolierendes Material·

In Abhängigkeit von den verfügbaren Materialien kann diese Lösung eine grdSer· TleribilitÄt für ein starkes Einat»llen der differenzierten Leitfähigkeit gestatten.

Sie Erfindung betrifft insbesondere doch nicht ausschließlich Wannenofen, welche ein geschmolzenes Metall oder geschmolz·- nes Glas enthalten. In der Glasindustrie kann die Erfindung speziell auf einen Ofen zur Behandlung von Glas nach da« ßchwimmglasverfahren angewandt werden, bei welche« mindestens ein Teil der Flüssigkeit enthaltenden Wann· gegenüber dieser durch die Einrichtung, die beschrieben sind, dicht gemacht wird· Tatsächlich ist die Erfindung besonders gut auf das Abdichten einer Wanne gegenüber Zinn oder Beinen Legierungen oder gegenüber geschmolzenen Salzen insbesondere mittels. Kohl enet off-Fliesen und pulverförmiges! Kohlenstoff anwendbar« Biese Materialien besitzen in starkem Ausmaß die Eigenschaf- -ten, welche entweder für die Blöcke oder für das Pulver oder für die Flüssigkeit erläutert wurden. Ebenso besitzt das Beschichten mit Kohlenstoff den Torteil der geringsten Hennr.ung der Konvektionaströme der Flüssigkeit und die Verhinderung der Adhäeion des geschmolzenen Glases, welches entweder dauernd oder zufällig mit den Wänden der Wanne in Berührung kommt, d. h. mit dem Boden oder den Seiten«

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Bei einer Ausführung ε form der Erfindung, welche auf diese Glasofen angewandt wird, besitzen die Bodenelemente, welche leichter als die Badflüssigkeit sind, keine Einrichtungen sum Miteinanderverbindenj die Erfindung gestattet daher eine wesentliche Wirtschaftlichkeit der Einrichtungen für den Aufbau des gegenüber dem Fluid dichten Bodens.

Die Zeichnung zeigt ^flTihⁿT>fl nicht einschränkender Beispiele Aueführungsformen der Erfindung;

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Wand einer Schwimm-

glaswanno im senkrechten Schnitt j

Fig. 2 bis 7 eeigen Abänderungen, gleicherweise als senkrechte Teilschnittej

Pig· 8 bis 10 sind Teilauf sichten anderer Ausführungeformen.

In dem Ofen gemäß fig· 1 werden der Boden 20 und eine Seiten» wand 22 mit Hilfe von Schichten 24, 26 und 28 gebildet. Die Schicht 24 besteht aus Fliesen 30, welche einen Kern 31 aus feuerfester Keramik aus Quarz-Ton oder vorzugsweise aus Siliziumkarbid enthält. Diese Fliesen haben auf ihrer Seite 32, welche zu dem Inneren des Ofens gerichtet ist und auf den vier angrenzenden Seitenflächen 34 einen Überzug 36 aus Kohlenstoff, welcher mittels eines Bindemittels aus feuerfestem Zement kompakt und anhaftend gemacht v^irde. Die Fugen 38 zwischen diesen Fliesen werden nicht aufgefüllt, sie sind jedoch gegen· über dem Fluid dicht. An den Stellen» an welchen der überzug 36 der Seltenflächen nicht die richtigen Abmessungen besitzt, ist es notwendig, ihn durch Abhobeln zuzurichten, um sicherzustellen, daß die Fugen 38 ausreichend schmal sind. Jedoch sind diese Fugen gegenüber dem (nicht gezeigten) Zinnbad bei den Betriebstemperaturen in Schwimnrannen , d. h. bis

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ungefähr 1000° C, beispielsweise bis zu einer Stärke in der Größenordnung von 2 tau dicht» wobei die Oberflächenspannungen und Grenzflächenspannungen an den Grenzflächen zwischen dem Zinn, dem Kohlenstoff und den In den Fugen vorhandenen Gasen berücksichtigt sind.

Venn befürchtet wird, daß die öffnung der Fugen 38 über dieser Grenzabmessung, selbst nur örtlich, steigt, ist es manchmal bevorzugt, die Schicht 24 in einer Richtung oder sogar in den beiden Hauptrichtung ihrer Ebene unter Druck anzuordnen. Diese Kompression kann mittels einstellbarer Klammern 40 erreicht werden, welche durch die aufrecht stehenden Teile 4-2 auf die Querteile 44, die eich gegen lie Außenwand 46 der Wanne in Höhe der Schicht 24 β tu tu en, Druck ausüben. Die auf recht stehenden Teile 42 sind oben miteinander verbunden und sie werden bevorzugterweise gleichermaßen für den Aufbau einer bekannten Art des Gewölbes verwendet (nicht gezeigt).

Darüber hinaus wird die Schicht 24 auf und gegen eine Schicht 26 gedrückt, welche aus gewöhnlichen Blöcken 50 aus Ton-Quarz gebildet wird, die insbesondere wegen ihrer thermischen Isolationseigenschaft<a verwendet werden, und die auf der Schale 2Θ aus Stahlblech aufliegen· Der Tragrahmen ist nicht wiedergegeben·

Es wurde gefunden, daß dank diesem Aufbau keine teuere Verankerungsvorrichtung notwendig war, da das geschmolzene Zinn nicht in der Lage war, die Fliesen 50 anzuheben, da es nicht unter deren Unterselten eintreten konnte·

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Sie ErfinduBg kann gleicherveiee durchgerührt werden (Fig· 2), indem ein gegenüber geschmolzene* Zinn undrucnl&ssiger pulverförmiger Kohlenstoff 5* verwendet wird· Seine Körner besitzen vorzugsweise eineAbaessung kleiner 1m oder sogar als 0,1 bsi. Die Fliesen 56 bestehen aus Graphit und ihre Fugen 58 werden mit diesem Pulver angefüllt. Sie sind auf einer dicken Schicht aus gepulverten Kohlenstoff 60 angeordnet, welcher Retallröhren 62 enthält· Gemäß den Bereichen des Ofenbodens werden diese Bohren cum Aufheizen oder Abkühlen oder sogar an aufeinanderfolgenden Stellen sum Aufheisen und Abkühlen verwendet. Diese thermischen Einwirkungen werden mittels Wassers oder kalter Luft, entsprechend den Pfeilen β)- zirkulierender Heißluft oder durch eingebaute, nicht wiedergegebene Widerstände ersielt. Wärme wird leicht von der auf den Fliesen befindlichen Flüssigkeit tu den thermischen Elementen 62 oder in umgekehrter Richtung infolge der guten thermischen Leitfähigkeit des Kohlenstoffs des Pulvers 54- und des Graphits der Fliesen 56 überführt.

Die Schichten 26 und 28 unterscheiden sich praktisch nicht von den entsprechenden Schichten der Ausführungsform entsprechend Fig. 1. Des gleiche gilt hier auch für die Teile, welche die gleichen Bezugszeichen tragen.

In dem in Fig. 3 wiedergegebenen Fall besitzen die Fugen 64 zwischen den Fliesen 66 aus Ton-Quarz-Keramik eine sinusförmige Form, so daß ein Untereinanderverbinden durch das Vorhandensein eines Vorsprungβ 68, welcher zu einer Seite 70 eines Blockes gehört, in eine Ausbuchtung 72, welche zu der gegenüberliegenden Seite 7A- des angrenzenden Blockes gehört, bewirkt wird. Die Fugen 64- und ebenfalls dae untere Bett 76 besitzen eine Durchschnittsstärke,

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beispielsweise 2 bis 10 mi und ei· enthalten gepulverten Kohlenstoff.

Al· ein« Variant« (Hf. 4) wurde «la feuerfester, isolierender Beton auf die Einfassung 28 gegossen und seine obere Fläche trägt Billen 80, welch· sich la rechten Winkel schnei deni rechteckige Fliesen 82 aus Graphit besitzen an ihrer unteren Flache eine Aussparung 84 Über ihrer geseaten Flfichö alt Aiianahme derjenigen _t welche alt der aa Umfang verlaufenden Rippe Θ6 besetzt tat· Die Rippe 86 von zwei aneinandergrenzenden Fliesen dringen zusammen In die Bille 80 ein· Die Fugen 88 zwischen den Fliesen Bind offen und relativ breit (z. B. 6 mm) und daß geschmolzene Zinn dringt in sie ein; ee wird jedoch in Höhe der Bippen 86 durch die Schicht 90 aufgehalten. Letztere kenn in bestimmten Füllen ortlich durch die Fuge 88 fortgesogen werden und auf dem Zinn schwimmen; jedoch nicht über die horizontale Ebene, welche die unteren Fl&chen 92 der Bippen 86 beinhaltet. In der Tat können die oberhalb dieser Ebene angeordneten Körner nicht fortgerissen werden, da sie die Heigung besitzen, hochzusteigen· Auf diese Weise ist der größer· Teil der Fliesen 82 gegen Erosion der darunterliegenden Schicht geschützt, mit den Ergebnis, daß ein Hochsteigen unmöglich ist. Ea muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß diese Maßnahme eine zusätzliche Vorsichtsmaßnahme ist, da das unterhalb der Fuge 88 angeordnete Pulver bereits äußerst gut gegenüber Erosion durch seine Entfernung von der flüssigen Basse geschützt ist. So ist die dichte Schicht 90 von dem Flüssigkeitsbad durch eine nichtdichte Schicht aus Blöcken 82 getrennt· In bestimmten Fällen wird eine Beine von nichtmiteinanderverschweißten und hier nicht gezeigten Metallplatten, beispielsweise aus Wolfram, die auf dem gegenüber

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dem Fluid dichten Boden angeordnet sind, verwendet· Al· eine Variante kann die Schicht aus Pl ie β en 82 durch eine svelte Schicht aus feuerfesten Fliesen verdoppelt werden, beispielsweise indem auf die Schicht der Fliesen 82 eine Schicht aus Fliesen alt höherer Dichte alt das geschmolzene Bad gelegt wird.

Bei einer in Fig. 5 wiedergegebenen Aueführungefora sind die Fliesen 94 lance ihren nicht wiedergegebenen Xanten derart profiliert, daß die Fugen 96 einen Bereich 98 auf·» weisen, welcher höher und weiter längs den Weg der Fuge als der Bereich 100 angeordnet 1st· Als Ergebnis würde die Erosion, falls Körner zufällig in Richtung der freien Oberfläche des Bades entweichen sollten, unmittelbar nach dem unteren Bereich 100 angehalten werden· Die Fuge 102 zwischen den Fliesen 9* aus Kohlenstoff und den Blöcken 50 aus Ton-Quars-Keramik sind frei von swischengelagertem Material. Um das Anordnen des gepulverten Kohlenstoffs in der Fuge 96 zu erleichtern, wird dieses Pulver mit der als Minimum erforderlichen Vassermenge angemacht, um die Konsistenz eines Mörtels zu erreichen, welcher durch Adhäsion an den Lippen der Dichtung 96 festgehalten werden kann. Dieses Wasser wird offensichtlich schnell durch Trocknen entfernt, so daß die Fuge 96 beim Betrieb mit ungebundenen, gepulvertem Kohlenstoff angefüllt ist·

Jedoch wurde auch die Verwendung von Bindemitteln, welche nach dem Trocknen zurückbleiben, mit Erfolg versucht· Xs wird bevorzugt, die minimale Menge an Bindemittel su verwenden, um eine offene Porosität nach dem Hartwerden beizubehalten. Als Bindemittel wurden feuerfeste hydraulische

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Bindemittel, schwere Kohlenwasserstoffe, Bitumen* Asphalt, Teere, Hatriumsilikate und Zuckerlösungen verwendet· Eo wird bevorzugt, ein kohlenstoff reiches Bindemittel zu verwenden, zumindest für den oberen Seil der Bodeafugen, welche mit dem Zinn in Berührung kommen, so daß ee für das Zinn praktisch unmöglich ist, mit anderen Materialien als Kohlenstoff in Berührung «u kommen»

Die gebildeten Oase können durch die Foren der Fugen entweichen« Sie Nachteile von Blasen, welche in das Zinn austreten, insbesondere unterhalb des Gleebandes, werden vorteilhafterweiße vermieden, indem eine Absaugung in Richtung zu der Platte 28, welche den Boden trügt, vorgesehen wird. Biese Platte ist von einer Öffnung 103 durchbohrt, worauf eine Rohrleitung 104- angeordnet let, welche alt einer nicht wiedergegebenen Pumpe verbunden ist. Um die aue einem großen Bereich stammenden Gase au kanalisieren, wurde ein schräger Ausschnitt 105 an den Kanten der Blöcke 50 vorgesehen, in welchem ein Winkel ei sen 106 angeordnet ist, das an einer Anzahl von Stellen mit der Platte 28 verschweißt ist. Sie in kleinen Mengen anfallenden abzusaugenden Gase können leicht in den Fugen 96, 102 und 106 zirkulieren und zwischen dem Winkel ei sen und der Platte eindringen· Sie Absaugung durch die Leitung 104 wird während des Inbetriebssetzens des Ofens durchgeführt, jedoch kann nach einer Betriebsperiode die Evakuierung der Gase im allgemeinen unterbrochen werden· Eine andere Abänderung einer Aueführungeform (Pig· 6) ermöglicht die Kombination der Vorteile der Fugen entsprechend Fig. 3 und Fig. 5· Die Fuge 110 zwischen den Fliesen 112 und 113 besitzt einen tief en. Bereich 100 und einen hoch liegenden Bereich 98, wie in Fig. 5» deäoch ist zusätzlich ifcr unterer Teil 114 gegenüber der Senkrechten in Richtung auf die links liegende Fliese 112 geneigt, so daß der hervorstehende Teil

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der Fliese 112 nicht nur zwischen den Bereichen 116 und 118 der angrenzenden Fliese 113· wobei diese in der gleichen Ebene angeordnet Bind, sondern auch zwischen den Bereichen 120 und 122 der gleichen Fliese 113» die in der Senkrechten angeordnet sind, d. h. auf der geraden Linie senkrecht zu der Oberfläche 124 der Wand-; weiche sich mit dem Zinn in Eontakt befindet. Durch diese Anordnung wird eine gegenseitige Verblockung der Fliesen gleichseitig mit einem Festhalten des Pulvers in der Fuge 110 erreicht, selbst im Falle von zufälliger Erosion. Vorzugsweise bilden die Flächen 126 und 128 des Vorsprunges 115 einen spitzen Winkel zum Ende des Vorsprungs, um das an Ort- und Stellebringen zu erleichternj so muß die Fliese 113 nicht durch eine Bewegung in Richtung senkrecht zur Fig. 6 eingeführt werden, sondern kann in Richtung des Pfeiles 130 aufgelegt werden; das Halten dee angebrachten Pulvers für die Auflage kann so während dieser Operation sichergestellt werden.

Eine Schicht aus Graphitfliesen 132 wurde ebenfalls (Fig. 7) bei einem oder mehreren Betten aus verteiltem Material verwendet, welche wegen ihrer thermischen Isolationseigen-Gchaften angewandt wurden, die letztlich demjenigen der üblichen feuerfesten keramischen Blöcken 50 überlegen sind. Entweder können Pulver oder Fasern verwendet werden. Bei den Ausführungsformen der Fig. 6 wurde anschließend auf das Stahlblech 28 ein Bett aus hochisolierender Steinwolle 134, ein Bett aus Kaolinfasern 136, z. B. mit 43 % Aluminiumoxyd, welche feuerfester als Steinwolle ist, dann eine Schicht aus gepulvertem Kohlenstoff 138 und letslich die Graphitfliesen 132 aufgelegt. Ihre Fugen 140 eind nicht gefüllt und müssen nicht sehr eng sein. Dichtigkeit gegenüber Fluid wird in dem oberen Teil dieser Fuge 140 erreicht, welches in Form einer Rille 142 mit schrägen Flächen 144 offen iet. In der Rille ist ein Graphitstreifen 146 mit trapezförmiger

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Form angeordnet. Die Flauheit, Neigung und Xanten der Flächen 144 und diejenigen des Streifens 146 sind genau auegebildet, um die Stärke der erhaltenen Fugen 148 zu begrenzen« Venn Verformungen das Offenwerden der Fugen 140 verursachen, kann der Streifen 146 unter dem Druck des Zinns absinken, so daß die Fugen 148 dünn und gegenüber dem Fluid dicHgehalten werden· In bestimmten Ausführungeformen der Erfindung wird ein differenzierter Wärmeübergang in der Stärke der Schicht aus Kohlenstoff «-Fliesen erhalten. Insbesondere wird eine Schicht ausgebildet, welche relativ in einer Richtung ζ isoliert jedoch eine gute Leitfähigkeit in einer senkrechten Richtung y (Fig. 8 und 9) besitzt, indem leitfähige Fugen 150 oder in der Richtung χ und isolierende Fugen 152 oder 153 in der Richtung 7 ausgeführt werden. In den leitfähigen Fugen 151 wird geschmolzenes Metall des Bades verwendet oder auch eine Füllung mit 1eitFähigen Pulver, z. B. Kohlenstoff nöglicherweise mit einem Bindemittel, vorzugsweise einem leitfähigen; in den isolierenden Fugen 15? wird ein keramisches Pulver verwendet, z. B. Kaolin, vorzugsweise ohne Bindemittel, oder die Flüssigkeit des Bades, falls diese isoliert, z. B. Glas. Hit benetzbarem Pulver angefügte Fugen können nahe an der inneren Fläche der Wand durch einen örtlichen dünnen Auftrag aus pulverförmigem Kohlenstoff, gegebenenfalls gebundenem oder durch reduzierte Abmessung an dieser-/ der Fuge zwischen den Fliesen, falls diese nicht benetzbar sind, gegenüber dem Fluid dichtgemacht werden. Der Unterschied der Leitfähigkeit kann auch oder alternativ aue einem Unterschied in der Stärke von einer Gruppe der Fugen 150 zu einer anderen 152 (Fig. 8) herrühren.

Wenn es erwünscht ist, eine Leitung und Isolierung längs anderen Achsen als senkrechten, geraden Linien zu erhalten,

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macht es die Erfindung beispielsweise durch Aufbau angepaßter Fugen möglich (Fig. 10). Insbesondere kann eine heiße Stelle 150 radial mittels einer weiteren kreisförmigen isolierenden Fuge 160 isoliert werden» während eine zirkuläre Leitung durch enge Fugen 162 aufrechterhalten wird.

Die Erfindung kann in vielen Ausführungeformen ausgeführt werden, insbesondere an anderen Wändenals dem Boden oder durch die Kombination von verschiedenen im vorangegangenen getrennt betrachteten Aufbauart cn mit anderen Materialien, anderen Flüssigkeiten etc.

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Claims

Pa t entansprüche

1. Ofenwanne but Auf nah»· eines Bades aus geschmolzenes Material, welche mindestens eine Vand besitit, die mindestens teilweise aus aneinandergelegten vorgefertigten Elementen besteht, wobei Kanäle vorhanden sind, durch welche ein gasförmiges Fluid fließen kann, und die sich vom Inneren der Wanne durch mindestens einen Teil der Dicke der Vand über die Fugen zwisehen den Inneren Flächen dieser Elemente erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dafi die Kanäle mindestens örtlich sowohl hinsichtlich der Größe des Querschnittes eingeschränkt als auch von Materialien begrenzt sind, welche infolge ihrer Oberflächeneigenschaften das Eindringen von flüssigem Haterial über diese eingeschränkten Kanäle über mindestens einen Teil der Wandstärke zu verhindern vermögen.

2. Ofenwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanäle den Durchtritt von flüssigem Haterial zwischen den Elementen gestatten, jedoch eingeschränkte Größe des Querschnittes an Stellen hinter diesen Elementen besitzen. .

3* Ofenwanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanäle eingeschränkte Große des Querschnittes an Stellen zwischen den Elementen besitzen.

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4. Ofenwanne nach. Anspruch 3« dadurch Gekonnzeichnet, daß die Kanäle ebenfalls eine Gingeschränkte Größe dee Querschnittes an Stellen hinter diesen Xlementen besitzen.

5. Ofenwanne nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanäle eingeschränkte Große des Querschnittes an Stellen «wischen diesen Elementen infolge der engen Hachbarechaft der gegenüberliegenden Fläch on von benachbarten Elementen besitz en.

6. Ofenwanne nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanal« eine eingeschränkte Große dee Querschnittet an Stellen hinter diesen Elementen infolge der engen Hachbarecbaft zwischen den Rückflächen dieBor Elemente und einer diese Rückflächen berührenden Oberfläche besitzen.

7* Ofenwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kanäle mindestens teilweise durch Kanäle gebildet sind, welche eine eingeschränkte Größe des Querschnittes durch eine poröse nasse auB eines Material besitzen.

8. Ofenwanne nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Hasse kohlenstoffreiche Teilchen enthält.

9. Ofenwanno nach Anspruch 7 oder β, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Hasse aus Teilchen ohne Bindemittel aufgebaut ist.

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10. Ofenwanne nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen eine geringere Dichte als die Badflüesigkeit besitzen und wischen den aneinandergelegten Elementen vorhanden sind, wobei die Teilchen mindestens eine hochliogende Zone und eine tiefer liegende Zone besetzen und die höherliegende Zone weiter von den inneren Flächen des Elementes als die niedere Zone entfernt ist, wobei die Abstände längs diesen Kanälen gemessen werden.

11. Ofenwanne nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Kasse durch ein Bindemittel ortsfest gemachte Teilchen umfaßt.

12. Ofenwanne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel kohlenstoffreich ist.

13· Ofenwanne nach einem der Ansprüche 7 biß 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente nach unten gerichtete Rippen rings um mindestens einen größeren Teil ihrer unteren Flächen besitzen, wobei passende * Auβsparungen für solche Rippen in einer Grundschicht vorhanden sind, auf welche diese Elemente aufgelegt sind und wobei die poröse Masse zwischen diesen Elementen und diesor Grund schicht mindestens nahe der inneren Seitenflächen der Rippen vorhanden ist.

Ofenwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gek β η η ζ e i chnet, daß die Elemente weder an Ort und Stelle festgebunden noch untereinander verbunden sind und eine geringere Dichte als die Badflüe sigkeit besitzen, die Badflüssigkeit jodoch infolge der

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Wirkung der Oberflächenspannung gehindert 1st, hinter den Elementen einzutreten und diese aus Ihrer Lage su schwemmen.

Ofenwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Elemente untereinander verbunden sind.

16· Ofenwanne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergrenzenden Flächen von benachbarten Elementen mit nach aufwärts und nach abwärts gerichteten ineinander eingreifenden Zungen und Rillen versehen sind.

17· Ofenwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente ganz oder hauptsächlich aus Kohlenstoff, mindestens an ihren Fugenflächen, bestehen.

18. Ofenwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Wannenwand mindestens eine Schicht umfaßt, welche aus durch Fugen voneinander getrennten Elementen besteht, welche in verschiedenen Bereichen der Wand verschiedene Widerstände gegenüber der Wärmeübertragung aufweisen.

19· Ofenwanne nach einem der Ansprüche 1 bis 17t dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Soll der Wannenwand mindestens eine Schicht umfaßt, welche

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aus durch Pugen voneinander getrennten Slementem besteht, welche der Wand verschiedene Widerstände gegenüber Wärmeübertragung in zwei gegeneinander senkrecht stehenden Richtungen quer au der Wand erteilen.

20. Ofenwanne nach einen der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet» daß die Wanne ein bei der Behandlung von Glas nach dem Sohwimmelasverfahren verwendeter flacher Tank ist·

21· Ofenwanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 6m» flüssige Katerial mindesten· hmuptveis« aus Zinn besteht.

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