DE202020005893U1

DE202020005893U1 - Abstehgefäss für eine Schmelzwanne mit Tauchverbrennung

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Publication number: DE202020005893U1
Application number: DE202020005893.9U
Authority: DE
Original assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Current assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2023-06-28
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: DK4038026T3; PE20220878A1; BR112021024796A2; ES2972384T3; EP4038026B1; PE20231239A1; CN114728826A; US11485664B2; SI4038026T1; WO2021067351A1; FI4038026T3; US20220411307A1; HRP20240068T1; US20210094857A1; PT4038026T; MX2021015413A; EP4038026A1; LT4038026T; CA3144521A1; US11939257B2

Abstract

Glasartikel, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte:
Abgeben von Verbrennungsprodukten (68) von einem oder mehreren Tauchbrennern (62) direkt in eine sich in einer inneren Reaktionskammer (34) einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) befindende Glasschmelze (16), wobei die von dem einen oder den mehreren Tauchbrennern abgegebenen Verbrennungsprodukte die Glasschmelze umrühren;
Entnehmen von nicht geläutertem blasigen geschmolzenen Glas (18) aus der Glasschmelze und Abgeben des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch einen Glasschmelzenauslass (48);
Einleiten des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases in eine Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70), die in Fluidverbindung mit der Tauchverbrennungsschmelzwanne steht, wobei das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet;
Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases;
Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines Ausgusses (72) befindet;
Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch den Ausguss mit einer kontrollierten Rate; und
Verarbeiten des Glasschmelzenflusses zu einem Glasartikel.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft die Glasherstellung unter Verwendung des Tauchverbrennungsschmelzens und insbesondere ein Abstehgefäß zum Steuern des Flusses von schaumigem/(stark) blasigem geschmolzenen Glas, das in einer Tauchverbrennungsschmelzwanne erzeugt wird.
Hintergrund
Glas ist ein starrer amorpher Feststoff mit zahlreichen Anwendungen. Kalk-Natron-Silicat-Glas wird beispielsweise in großem Umfang zur Herstellung von Flachglasartikeln einschließlich Fenstern, Hohlglasartikeln einschließlich Behältern wie Flaschen und Gläsern sowie von Tafelgeschirr und anderen Spezialartikeln verwendet. Kalk-Natron-Silicat-Glas umfasst ein ungeordnetes und räumlich vernetztes ternäres Oxidnetzwerk von SiO₂-Na₂O-CaO. Die Siliziumdioxidkomponente (SiO₂) bildet den größten Gewichtsanteil und ist der primäre Netzwerkbilder von Kalk-Natron-Silicat-Glas. Die Na₂O-Komponente wirkt als die Schmelz-, Erweichungs- und Glasübergangstemperatur des Glases im Vergleich zu reinem Quarzglas herabsetzendes Flussmittel, und die CaO-Komponente wirkt als Stabilisator, der bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften des Glases, wie seine Härte und chemische Beständigkeit, verbessert. Durch das Einbeziehen von Na₂O und CaO in die Chemie von Kalk-Natron-Silicat-Glas wird die kommerzielle Herstellung von Glasartikeln einfacher und weniger energieintensiv, während gleichzeitig noch immer akzeptable Glaseigenschaften erzielt werden. Kalk-Natron-Silicat-Glas weist im Allgemeinen eine Zusammensetzung auf, die bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases 60 bis 80 Gew.-% SiO₂, 8 bis 18 Gew.-% Na₂O und 5 bis 15 Gew.-% CaO enthält.
Zusätzlich zu SiO₂, Na₂O und CaO kann die glaschemische Zusammensetzung von Kalk-Natron-Silikatglas andere Oxid- und Nichtoxid-Materialien enthalten, die als Netzwerkbildner, Netzwerkwandler, Farbstoffe, Entfärbungsmittel, Redoxmittel oder andere Mittel wirken, die einen Einfluss auf die Eigenschaften des resultierenden Glases haben. Einige Beispiele für diese zusätzlichen Materialien sind Aluminiumoxid (Al₂O₃), Magnesiumoxid (MgO), Kaliumoxid (K₂O), Kohlenstoff, Sulfate, Nitrate, Fluor, Chlor und/oder elementare oder oxidische Formen von Eisen, Arsen, Antimon, Selen, Chrom und Barium, Selen, Chrom, Barium, Mangan, Kobalt, Nickel, Schwefel, Vanadium, Titan, Blei, Kupfer, Niob, Molybdän, Lithium, Silber, Strontium, Cadmium, Indium, Zinn, Gold, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Erbium und Uran. Aluminiumoxid ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien, das in der Regel in einer Menge von bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, enthalten ist, da es die chemische Beständigkeit des Glases verbessert und die Entglasungsneigung senkt. Unabhängig davon, welche anderen Oxid- und/oder Nichtoxid-Materialien neben SiO₂, Na₂O und CaO im Kalk-Natron-Glas vorhanden sind, beträgt die Gesamtsumme dieser zusätzlichen Materialien vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger, oder genauer gesagt 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kalk-Natron-Silicat-Glases.
Das Schmelzen durch Tauchverbrennung (TV) ist eine Schmelztechnologie, mit der Glas, einschließlich Kalk-Natron-Silicat-Glas, hergestellt werden kann, und das in letzter Zeit als potenziell praktikable Option für die kommerzielle Glasherstellung an Interesse gewonnen hat. Im Gegensatz zu konventionellen Schmelzverfahren, in denen ein Glasschmelzbad hauptsächlich mit Strahlungswärme aus oberhalb der Schmelze angebrachten, nicht eingetauchten Brennern erhitzt wird, wird beim TV-Schmelzen ein brennbares Gasgemisch, das Brennstoff und Sauerstoff enthält, direkt in die in einer TV-Schmelzwanne befindliche Glasschmelze eingespritzt, in der Regel durch im Boden oder in einem innerhalb der Schmelze befindlichen Teil der Seitenwände der Schmelzwanne angebrachte Tauchbrenner. Das brennbare Gasgemisch entzündet sich selbst, und die dabei entstehenden Verbrennungsprodukte verursachen beim Abgeben durch die Glasschmelze heftiges Rühren sowie Turbulenzen. Die intensiven Scherkräfte zwischen den Verbrennungsprodukten und der Glasschmelze bewirken eine schnelle Wärmeübertragung und Partikelauflösung in der gesamten Glasschmelze, verglichen mit der langsameren Kinetik eines herkömmlichen Schmelzofens.
Zwar kann die TV-Technologie ein zu Glas schmelzbares Gemenge relativ schnell schmelzen und in die Glasschmelze integrieren, was im Vergleich zu herkömmlichen Glasschmelzverfahren zu relativ geringen Glasverweilzeiten führt, doch neigt die Glasschmelze dazu, schaumig/(stark) blasig zu sein und eine relativ geringe Dichte zu besitzen, obwohl sie beim Austritt aus der TV-Schmelzwanne chemisch homogenisiert ist. Aufgrund der turbulenten Beschaffenheit der in der TV-Schmelzwanne befindlichen Glasschmelze neigt der Fluss des aus der TV-Schmelzwanne austretenden geschmolzenen Glases außerdem zu Schwankungen. Ein schwankender Abfluss des geschmolzenen Glases kann den Betrieb nachgeschalteter Anlagen, wie z. B. einer Glasläuterwanne, erschweren, da ein unvorhersehbarer Zufluss von Glasschmelze dazu führen kann, dass bestimmte Betriebsbedingungen der nachgeschalteten Anlage häufig angepasst werden müssen. Ein schwankender Durchfluss des abgegebenen geschmolzenen Glases lässt sich zudem nur schwer an die Anforderungen der Glasproduktion anpassen. Um den Einsatz des TV-Schmelzens in der kommerziellen Glasherstellung zu ermöglichen, müssen die Schwankungen im Fluss des aus der TV-Schmelzwanne abgegebenen geschmolzenen Glases auf die eine oder andere Weise gesteuert werden.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Abstehgefäß, das mit einer Tauchverbrennungsschmelzwanne verbunden ist. Zwischen der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Abstehgefäß besteht eine Fluidverbindung durch einen Durchlass. Das Abstehgefäß beinhaltet eine Abstehwanne und einen Ausguss. Die Abstehwanne definiert eine Abstehkammer, die nicht geläutertes blasiges geschmolzenes Glas aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch den verbindenden Durchlass aufnimmt. Das von der Tauchverbrennungsschmelzwanne erhaltene nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas wird in der Abstehwanne als ein Zwischenbad aus geschmolzenem Glas gehalten. Die Abstehwanne kann nicht eingetauchte Brenner aufweisen, um das Zwischenbad mit geschmolzenem Glas zu erhitzen, damit die Glastemperatur nicht sinkt und damit zu einem unerwünschten Anstieg der Glasviskosität führt. Einige der nicht eingetauchten Brenner können sogar mit ihren Verbrennungsprodukten auf das Zwischenbad der Glasschmelze auftreffen, um die Menge des Schaums zu reduzieren, der zur Oberfläche des Bades geschmolzenen Glases aufsteigt. Der Ausguss ist mit der Abstehwanne verbunden und bildet eine Ausgusskammer, die mit der Abstehwanne in Verbindung steht. Der Ausguss enthält ein Überführungsbad mit geschmolzenem Glas und ist so ausgebildet, dass er Glasschmelzenfluss aus dem Überführungsbad mit einer kontrollierten Rate an eine nachgeschaltete Komponente, wie z. B. eine Läuterwanne, abgibt.
Die vorliegende Offenbarung verkörpert eine Reihe von Aspekten, die zum Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen von Glas einzeln oder in Kombination miteinander umgesetzt werden können. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Herstellen von Glas mehrere Schritte auf. Ein Schritt besteht darin, Verbrennungsprodukte aus einem oder mehreren Tauchbrennern direkt in eine sich in einer inneren Reaktionskammer einer Tauchverbrennungsschmelzwanne befindliche Glasschmelze abzugeben. Die von einem oder mehreren Tauchbrennern abgegebenen Verbrennungsprodukte rühren die Glasschmelze um. Ein weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Entnehmen nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases aus der Glasschmelze und das Abgeben des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch einen Glasschmelzenauslass. Ein nochmals weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Einleiten des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases in eine Abstehkammer einer Abstehwanne, die mit der Tauchverbrennungsschmelzwanne in Fluidverbindung steht. Das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas verschmilzt mit einem Zwischenbad aus geschmolzenem Glas, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet. Ein nochmals weiterer Schritt des Verfahrens beinhaltet das Erhitzen des Zwischenbades aus geschmolzenem Glas mit Verbrennungsprodukten, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern abgegeben werden, die in einer Einhausung der Abstehwanne montiert sind, die die Abstehkammer begrenzt. Ein weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer eines Ausgusses befindet. Und ein nochmals weiterer Schritt des Verfahrens beinhaltet das Abgeben eines Glasschmelzenflusses aus dem Überführungsbad für geschmolzenes Glas durch den Ausguss mit einer kontrollierten Rate.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Glas mehrere Schritte. Ein Schritt des Verfahrens umfasst das Einleiten von nicht geläutertem blasigen, von einer Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegebenem Glas in eine Abstehkammer einer Abstehwanne durch einen Durchlass, der einen Strömungsweg von einem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne zu einem Einlass der Abstehwanne bildet. Das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas hat die chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silikat-Glases und verschmilzt mit einem Zwischenbad aus geschmolzenem Glas, der sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet. Ein weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Erhitzen des Zwischenbades aus geschmolzenem Glas mit Verbrennungsprodukten, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern abgegeben werden, die in die Abstehkammer begrenzenden Einhausung der Abstehwanne montiert sind. Ein weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer eines an die Abstehwanne angeschlossenen Ausgusses befindet. Der Ausguss hat ein Ausgussbecken, das teilweise die Ausgusskammer begrenzt, und eine am Ausgussbecken befestigte Blende, durch die ein Glasschmelzenfluss vom Ausguss zugeführt wird. Und ein nochmals weiterer Verfahrensschritt beinhaltet das Einleiten des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad, das sich in einer Glasläuterwanne befindet. Das Glasschmelzbad fließt zu einer Auslassöffnung der Glasläuterwanne und erzeugt geläutertes geschmolzenes Glas, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt. Das geläuterte geschmolzene Glas weist eine höhere Dichte als das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegebene nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Anlage zum Herstellen von Glas eine Tauchverbrennungsschmelzwanne, ein Abstehgefäß und einen Durchlass. Die Tauchverbrennungsschmelzwanne hat eine Einhausung, die eine innere Reaktionskammer definiert, einen Gemengeeinlass für das Einführen eines zu einem Glas schmelzbaren Gemenges in die innere Reaktionskammer und einen Glasschmelzenauslass zum Abgeben von nicht geläutertem geschmolzenen Glas aus der inneren Reaktionskammer. Die Tauchverbrennungsschmelzwanne umfasst außerdem einen oder mehrere Tauchbrenner. Das Abstehgefäß beinhaltet eine Abstehwanne und einen Ausguss. Die Abstehwanne weist eine Einhausung auf, die eine Abstehkammer, einen Einlass und einen Auslass definiert, und der Ausguss ist so an die Abstehwanne angebracht, dass er den Auslass der Abstehwanne bedeckt. Der Ausguss weist ein Ausgussbecken und eine Blende auf, die mindestens eine Öffnung zum Abgeben eines Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss definiert. Der Durchlass verbindet die Tauchverbrennungsschmelzwanne und das Abstehgefäß miteinander und stellt eine Fluidverbindung zwischen der inneren Reaktionskammer und der Abstehwanne her, indem er einen Strömungsweg vom Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne zum Einlass der Abstehwanne bildet.
Figurenliste
Die Offenbarung, zusammen mit zusätzlichen Zielen, Merkmalen, Vorteilen und Aspekten davon, wird bestmöglich anhand der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden, in denen:

1 eine seitliche Querschnittsdarstellung einer Anlage mit einer Tauchverbrennungsschmelzwanne und einem an die Tauchverbrennungsschmelzwanne angeschlossenen Abstehgefäß gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine Querschnittsansicht von oben auf den Boden der in 1 dargestellten Tauchverbrennungsschmelzwanne entlang der Schnittlinie 2-2;
3 eine Querschnittsdarstellung einer flüssigkeitsgekühlten Platte, die für die Konstruktion eines Teils oder der gesamten Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann;
4 eine Querschnittsdarstellung einer Glasläuterwanne, die einen Glasschmelzenfluss aus dem an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebrachten Abstehgefäß aufnimmt, wie in 1 dargestellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 eine seitliche Querschnittsdarstellung des in 1 dargestellten Abstehgefäßes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 eine Querschnittsansicht des in 5 gezeigten Abstehgefäßes entlang der Schnittlinie 6-6 in 5;
7 eine Querschnittsansicht des in 5 dargestellten Abstehgefäßes entlang der Schnittlinie 7-7 in 5;
8 eine Querschnittsansicht des in 5 dargestellten Abstehgefäßes, entlang der Schnittlinie 8-8 in 5; und
9 ein schematisches Fließdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen von Glasbehältern aus geschmolzenem Glas, das in einer Tauchverbrennungsschmelzwanne hergestellt und durch ein an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebrachtes Abstehgefäß gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abgegeben wird.

Detaillierte Beschreibung
Eine Anlage zum Herstellen von Glas, die eine Tauchverbrennungs(TV)-Schmelzwanne 10 und ein mit der TV-Schmelzwanne 10 verbundenes Abstehgefäß 12 beinhaltet, ist in den 1-2 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die TV-Schmelzwanne 10 wird mit einem zu Glas schmelzbaren Gemenge 14 gespeist, das eine glasbildende Formulierung aufweist. Das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 wird in der TV-Schmelzwanne 10 in einer gerührten Glasschmelze 16 aufgeschmolzen und reagiert mit dieser, wobei geschmolzenes Glas entsteht. Nicht geläutertes blasiges geschmolzenes Glas 18 wird der Glasschmelze 16 entnommen und aus der TV-Schmelzwanne durch einen Durchlass 20 abgegeben, der die TV-Schmelzwanne 10 und das Abstehgefäß 12 miteinander verbindet und eine Fluidverbindung zwischen den beiden Strukturen 10, 12 herstellt. Das Abstehgefäß 12 nimmt das aus der TV-Schmelzwanne 10 abgegebene nicht geläuterte blasige Glas 18 auf und führt einer nachgeschalteten Komponente 24 kontrolliert einen Glasschmelzenfluss 22 zu. Bei der nachgeschalteten Komponente 24 kann es sich, wie dargestellt, um eine Glasläuterwanne handeln, die den Glasschmelzenfluss 22 läutert und optional für nachfolgende Glasformgebungsvorgänge thermisch konditioniert.
Die TV-Schmelzwanne 10 beinhaltet eine Einhausung 26 mit einem Dach 28, einem Boden 30 einer umgebenden aufrechten Wand 32, die das Dach 28 und den Boden 30 miteinander verbindet. Die umgebende aufrechte Wand 32 hat ferner eine vordere Stirnwand 32a, eine hintere Stirnwand 32b, die der vorderen Stirnwand 32a gegenüberliegt und von ihr beabstandet ist, und zwei gegenüberliegende seitliche Seitenwände 32c, 32d, die die vordere Stirnwand 32a und die hintere Stirnwand 32b verbinden. Das Dach 28, der Boden 30 und die umgebende aufrechte Wand 32 bilden zusammen eine innere Reaktionskammer 34 der TV-Schmelzwanne 10, in der sich bei Betrieb der Schmelzwanne 10 die Glasschmelze 16 befindet. Zumindest der Boden 30 und die aufrechte Seitenwand 32 der Einhausung 26 sowie das Dach 28 können, falls gewünscht, aus einer oder mehreren fluidgekühlten Platten 36 ausgebildet sein, wie z. B. in 3 gezeigt. Jede der fluidgekühlten Platten 36 kann eine Innenwand 36a und eine Außenwand 36b umfassen, die zusammen einen inneren Kühlraum 40 begrenzen, in dem ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser, zirkulieren kann. Ein oder mehrere Ablenkplatten (nicht dargestellt) können sich ganz oder teilweise zwischen den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Innen- und Außenwände 36a, 36b erstrecken, um die Strömung des Kühlmittels entlang eines gewünschten Strömungsweges zu lenken. Infolge der Flüssigkeitskühlung trägt eine glasseitige, auf der Innenwand 36a jeder fluidgekühlten Platte 36 bedeckende Feuerfestmaterialschicht 42 eine Schicht aus erstarrtem Glas 44, die sich in-situ zwischen einer Außenhaut der Glasschmelze 16 und einer Oberfläche der glasseitigen Feuerfestmaterialschicht 42 bildet, und wird von dieser bedeckt. Diese Schicht aus erstarrtem Glas 44 schirmt nach ihrer Bildung die darunter liegende Innenwand 36a ab und schützt sie wirksam vor der Glasschmelze 16. Die glasseitige Schicht aus Feuerfestmaterial 42 kann aus AZS (d. h. Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Siliziumdioxid) ausgebildet sein.
Die Einhausung 26 der TV-Schmelzwanne 10 definiert einen Gemengeeinlass 46, einen Glasschmelzenauslass 48 und eine Abluftöffnung 50. Wie in 1 dargestellt, kann der Gemengeeinlass 46 im Dach 28 der Einhausung 26 neben oder in einem Abstand von der vorderen Stirnwand 32a und der Glasschmelzenauslass 48 in der hinteren Stirnwand 32b der Einhausung 26 nahe am oder in einem Abstand über dem Boden 30 angeordnet sein, obwohl andere Positionen für den Gemengeeinlass 46 und den Glasschmelzenauslass 48 durchaus möglich sind. Der Gemengeeinlass stellt einen Zugang zur inneren Reaktionskammer 34 für die Zufuhr des zu Glas schmelzbaren Gemenges 14 dar. An der Einhausung 26 kann ein Gemengespeiser 52 angeschlossen werden, der so ausgebildet ist, dass er eine dosierte Menge des zu Glas schmelzbaren Gemenges 14 in die innere Reaktionskammer 34 einbringt. Der Gemengespeiser 52 kann beispielsweise eine rotierende Schnecke (nicht abgebildet) beinhalten, die sich in einem Zuführungsrohr 54, das mit dem Gemengeeinlass 46 in Verbindung steht, mit etwas größerem Durchmesser dreht, um das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 aus einem Speisetrichter mit einer kontrollierten Rate in die innere Reaktionskammer 34 zuzuführen. Der Glasschmelzenauslass 48 stellt einen Ausgang aus der inneren Reaktionskammer 34 für das Abgeben des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases 18 aus der TV-Schmelzwanne 10 dar.
Die Abluftöffnung 50 ist vorzugsweise im Dach 28 der Einhausung 26 zwischen der vorderen Stirnwand 32a und der hinteren Stirnwand 32b an einer Stelle stromabwärts des Gemengeeinlasses 46 angeordnet. Ein Abluftkanal 56 steht mit der Abluftöffnung 50 in Verbindung und ist so ausgebildet, dass er gasförmige Verbindungen aus der inneren Reaktionskammer 34 entfernt. Die durch den Abluftkanal 56 entfernten gasförmigen Verbindungen können je nach Bedarf behandelt, recycelt oder anderweitig aus dem TV-Schmelzgerät 10 abgeleitet werden. Um den potenziellen Verlust eines Teils des zu Glas schmelzbaren Gemenges 14 durch die Abluftöffnung 50 als unbeabsichtigten Gemengeverlust zu verhindern oder zumindest zu minimieren, kann zwischen dem Gemengeeinlass 46 und der Abluftöffnung 50 eine Trennwand 58 angeordnet sein, die vom Dach 28 der Einhausung 26 nach unten ragt. Die Trennwand 58 kann ein unteres freies Ende 60 aufweisen, das, wie dargestellt, nahe an, aber oberhalb der Glasschmelze 16 angeordnet ist, oder sie kann in die Glasschmelze 16 eingetaucht sein. Vorzugsweise ist die Trennwand 58 aus einer fluidgekühlten Platte ähnlich der in 3 dargestellten ausgebildet.
Die TV-Schmelzwanne 10 beinhaltet einen oder mehrere Tauchbrenner 62. Jeder der ein oder mehreren Tauchbrenner 62 ist in einer Öffnung 64 montiert, die im Boden 30 (wie dargestellt) und/oder der umgebenden aufrechten Wand 32 in einem Bereich der Wand 32, der von der Glasschmelze 16 bedeckt ist, gebildet ist. Jeder der Tauchbrenner 62 spritzt über eine Austrittsdüse 66 kraftvoll ein brennbares Gasgemisch G in die Glasschmelze 16 ein. Das brennbare Gasgemisch G umfasst Brennstoff und ein Oxidationsmittel. Der dem Tauchbrenner oder den Tauchbrennern 62 zugeführte Brennstoff ist vorzugsweise Methan oder Propan, und das Oxidationsmittel kann reiner Sauerstoff sein oder einen hohen Prozentsatz (> 80 Vol.-%) Sauerstoff enthalten, in welchem Fall es sich bei dem (den) Brenner(n) 62 um Oxy-Fuel-Brenner (Sauerstoff-Brennstoff-Brenner) handelt, oder es kann Luft oder ein beliebiges mit Sauerstoff angereichertes Gas sein. Nach dem Einspritzen in die Glasschmelze 16 entzündet sich das brennbare Gasgemisch G sofort selbst und erzeugt Verbrennungsprodukte 68, nämlich CO₂, CO, H₂O und unverbrauchte Brennstoffe, Sauerstoff und/oder andere Gasverbindungen wie Stickstoff, die in und durch die Glasschmelze 16 abgegeben werden. In der TV-Schmelzwanne 10 sind typischerweise zwischen fünf und dreißig Tauchbrenner 62 installiert, obwohl je nach Größe und Schmelzkapazität der Schmelzwanne 10 durchaus mehr oder weniger Brenner 62 eingesetzt werden können.
Das Abstehgefäß 12 ist mit der TV-Schmelzwanne 10 verbunden, wobei beide Strukturen 10, 12 vorzugsweise auf einem gemeinsamen Rahmen mechanisch befestigt und gelagert sind, so dass die beiden Strukturen 10, 12 in Reaktion auf das Schwappen und die allgemein turbulente Natur der Glasschmelze 16 im Gleichklang schwingen und vibrieren. Das Abstehgefäß 12 nimmt das aus der TV-Schmelzwanne 10, die zu einer schwankenden Flussrate neigt, abgegebene, nicht geläuterte geschmolzene blasige Glas 18 auf, und leitet den Glasschmelzenfluss 22 mit einer kontrollierten Flussrate an die nachgeschaltete Komponente 24 weiter. Auf diese Weise kann die TV-Schmelzwanne 10 zum Herstellen von geschmolzenem Glas betrieben werden, und die nachgeschaltete Verarbeitung des geschmolzenen Glases - insbesondere das Läutern und die thermische Konditionierung - kann effizienter und mit besserer Gesamtsteuerung erfolgen, da der Zufluss des geschmolzenen Glases zu der Komponente oder den Komponenten, die diese Vorgänge ausführen, mit hoher Genauigkeit geregelt werden kann. Das Abstehgefäß 12 kann zusätzlich betrieben werden, um das geschmolzene Glas des Zwischenbades, das sich im Abstehgefäß 12 sammelt, teilweise zu läutern und/oder um dessen Schaumgehalt zu reduzieren und gleichzeitig Wärmeverluste des Glases zu verhindern, bevor der Glasschmelzenfluss 22 an die nachgeschaltete Komponente 24 abgegeben wird. Das hier dargestellte Abstehgefäß 12 umfasst eine Abstehwanne 70 und einen an der Abstehwanne 70 angebrachten Ausguss 72.
Wie in den 5-8 gezeigt, beinhaltet die Abstehwanne 70 eine Einhausung 74 mit einem Boden 76, einem Dach 78 und einer aufrechten Wand 80, die den Boden 76 und das Dach 78 verbindet. Hier beinhaltet die aufrechte Wand 80 eine vordere Stirnwand 80a, eine hintere Stirnwand 80b, die der vorderen Stirnwand 80a gegenüberliegt und von ihr beabstandet ist, und zwei gegenüberliegende seitliche Seitenwände 80c, 80d, die die vordere Stirnwand 80a und die hintere Stirnwand 80b verbinden. In einigen Ausführungsformen und je nach Größe des Ausgusses 72 kann die aufrechte Wand 80 keine hintere Stirnwand aufweisen. Der Boden 76, das Dach 78 und die aufrechte Wand 80 der Einhausung 74 der Abstehwanne 70 bilden zusammen eine Abstehkammer 82, deren Volumen kleiner ist als das der inneren Reaktionskammer 34 der TV-Schmelzwanne 10. In der Abstehkammer 82 befindet sich ein Zwischenbad mit geschmolzenem Glas 84, das bei Betrieb von TV-Schmelzwanne 10 und Abstehgefäß 12 in einer Fließrichtung F. Die Einhausung 74 der Abstehwanne 70 definiert einen Einlass 86 und einen Auslass 88, um den Glasfluss in das bzw. aus dem Zwischenbad der Glasschmelze 84 entlang der Fließrichtung F zu ermöglichen. Der Einlass 86 kann in der vorderen Stirnwand 80a der Einhausung 74 und der Auslass 88 in der hinteren Stirnwand 80b definiert sein, wobei andere Stellen durchaus möglich sind.
Das Zwischenbad des geschmolzenen Glases 84 speist sich aus dem nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glas 18, das aus der TV-Schmelzwanne 10 über den Durchlass 20 abgegeben wird. In dieser Hinsicht kann das Zwischenbad aus geschmolzenen Glas 84 als ein Sammelbecken für das abgegebene nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas 18 angesehen werden, das die unvorhersehbare und oft schwankende Durchflussrate des abgegebenen nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases 18 abpuffert. Das Zwischenbad aus geschmolzenem Glas 84 ist weniger turbulent als die bewegte Schmelze 16 in der TV-Schmelzwanne 10. Dies liegt daran, dass die Einhausung 74 der Abstehwanne 70 keine Tauchbrenner enthält und somit das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 nicht durch das direkte Einfeuern von Verbrennungsprodukten von einer Tauchbrennerposition aus in und durch das Bad geschmolzenen Glases 84 gerührt wird. Durch dieses Abstehen des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 im Vergleich zu den Turbulenzen der in der TV-Schmelzwanne 10 befindlichen Glasschmelze 16 kann sich die homogene Verteilung der in dem nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glas 18 enthaltenen mitgerissenen Gasblasen, absetzen und durch das Bad geschmolzenen Glases 84 aufsteigen, wodurch die ersten Phasen des Läuterns des geschmolzenen Glases eingeleitet werden.
Während des Ansammelns und Haltens des ruhigeren Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 in der Abstehwanne 70 wird der Nettowärmeverlust aus dem Bad des geschmolzenen Glases 84 vorzugsweise so weit wie möglich eingeschränkt, um einen Anstieg der Viskosität des geschmolzenen Glases zu verhindern. Zu diesem Zweck ist die Einhausung 74 der Abstehwanne 70 im Gegensatz zur Einhausung 26 der TV-Schmelzwanne 10 nicht flüssigkeitsgekühlt. Die Einhausung 74 der Abstehwanne 70 ist aus einem Feuerfestmaterial gefertigt. Der Boden 76 und die mit dem Glas in Berührung kommenden Teile der aufrechten Wand 80 können beispielsweise aus Feuerfestmaterialien vom Typ schmelzgegossenem AZS, gebundenem AZS, gießbarem AZS, feuerfestem Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Chrom oder Aluminiumoxid-Siliziumoxid gefertigt sein. Hinter diesen Teilen der Einhausung 74 können isolierende Schamottesteine und keramische Schamotteplatten angeordnet sein. Der Überbau (d. h. der nicht mit dem Glas in Berührung kommende Teil der aufrechten Wand 80) und das Dach 78 der Einhausung 74 können aus einem Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Feuerfestmaterial wie Mullit gefertigt sein. Der Überbau kann auch mit einer Keramikfaserplatte isoliert werden. Außerdem kann die Einhausung 74 der Abstehwanne 70 einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner 90 aufweisen. Jeder der Brenner 90 verbrennt ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel und ist in die Abstehkammer 82 hinein gerichtet, so dass die vom Brenner 90 abgegebenen Verbrennungsprodukte 92 Wärme auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 übertragen.
Der oder die nicht eingetauchten Brenner 90 kann bzw. können eine Vielzahl von Seitenwandbrennern 90a umfassen, die in der aufrechten Wand 80 und insbesondere im Aufbau der aufrechten Wand 80 montiert sind. Beispielsweise können die Seitenwandbrenner 90a eine erste Reihe von Brennern 90a1 aufweisen, die in einer der seitlichen Seitenwände 80c montiert sind, und eine zweite Reihe von Brennern 90a2, die in der anderen Seitenwand 80d montiert sind. Die beiden Brennerreihen 90a1, 90a2 richten ihre Verbrennungsprodukte 92a1, 92a2 (nur 8) aufeinander, sind aber nicht unbedingt in diametraler Ausrichtung montiert, so dass die Wärme gleichmäßig auf das auf das Zwischenband geschmolzenen Glases 84 verteilt werden kann. Jeder der Brenner 90a1, 90a2 kann schwenkbar oder fest in einem Brennerblock montiert sein, so dass die von jedem Brenner 90a1, 90a2 abgegebenen Verbrennungsprodukte 92a1, 92a2 in die Atmosphäre der Abstehkammer 82 oberhalb des Zwischenbandes geschmolzenen Glases 84 gerichtet sind und somit nicht direkt auf Bad geschmolzenen Glases 84 auftreffen, oder so, dass sie direkt auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 auftreffen. Das Ausrichten der Verbrennungsprodukte 92a1, 92a2 in die Atmosphäre oberhalb des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 überträgt die Wärme durch Strahlung auf das Bad geschmolzenen Glases 84, während das direkte Auftreffen der Verbrennungsprodukte 92a1, 92a2 auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 die Wärme durch verschiedene Mechanismen überträgt, darunter Leitung und Konvektion. Das direkte Auftreffen der Verbrennungsprodukte 92a1, 92a2 auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 kann auch das Volumen an Schaum vermindern, der sich - ob in einer Schaumschicht oder nicht - auf der oberen Oberfläche 84' des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 ansammeln kann, was dazu beitragen kann, die Effizienz der Wärmeübertragung in das Bad geschmolzenen Glases 84 zu verbessern, da der Schaum dazu neigt, als isolierende Wärmebarriere zu wirken. Bei den Seitenwandbrennern 90a kann es sich um Stiftbrenner oder eine andere geeignete Brennerkonstruktion handeln.
Zusätzlich zu den Seitenwandbrennern 90a kann mindestens ein Dachbrenner 90b im Dach 78 des Gehäuses 74 montiert sein. Der oder die Dachbrenner 90b kann bzw. können schwenkbar oder fest in einem Brennerblock montiert und ein Hochgeschwindigkeitsbrenner sein, dessen Verbrennungsprodukte 92b direkt auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 auftreffen sollen. Ein solcher Hochgeschwindigkeitsbrenner verfügt über eine Mindestgasgeschwindigkeit von 3000 Fuß pro Sekunde (fps) am Brenneraustritt. Durch das Auftreffen der Verbrennungsprodukte 92b des Dachbrenners 90b auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases84, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, kann jede Menge an Schaum, die sich auf der oberen Oberfläche 84' des Zwischenbeckens der Glasschmelze 84 befinden kann, reduziert werden. Der Dachbrenner 90b kann sogar von der Mittellinie C eines Drehpunkts des Brenners 90b zur vorderen Stirnwand 80a hin abgewinkelt werden, um den Oberflächenschaum entgegen der Fließrichtung F des Glases durch das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 zur vorderen Stirnwand 80a zu drängen. Um die Erwärmung und den Schaumrückstoßeffekt des Dachbrenners oder der Dachbrenner 90b zu maximieren und wie in 7 bestmöglich dargestellt, kann eine Vielzahl von Dachbrennern 90b über das Dach 78 (und vorzugsweise wie oben beschrieben gewinkelt) zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 80c, 80d beabstandet sein, um einen Flammenvorhang 94 zu erzeugen, der auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases Glas 84 auftrifft und sich zwischen den Seitenwänden 80c, 80d quer zur Fließrichtung F des Glases innerhalb der Abstehwanne 70 erstreckt.
Die Abstehwanne 70 kann einen Füllstandsmesser 96 zur Messung der Tiefe D des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 in der Abstehkammer 82 aufweisen, wie in 5 gezeigt. Bei dem Füllstandsmesser 96 kann es sich um ein beliebiges Füllstandsmessgerät handeln, das für die Verwendung in geschmolzenem Glas geeignet ist, z. B. ein Radargerät, eine Tauchsonde oder eine Kamera. Der Füllstandsmesser 96 kann, wie in der Abbildung gezeigt, am Dach 78 angebracht werden, oder an anderer Stelle in der Einhausung 74 angebracht sein. Die Möglichkeit, die Tiefe D oder den Füllstand des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 genau zu messen, kann bei der Gesamtsteuerung der TV-Schmelzwanne und dem Abstehgefäß 12 hilfreich sein. Darüber hinaus kann die Tiefe D des Zwischenbades geschmolzenen Glases 84 indirekt zur Messung der Nenntiefe D_N der in der inneren Reaktionskammer 34 der TV-Schmelzwanne 10 befindlichen Glasschmelze 16 verwendet werden, da die innere Reaktionskammer 34 und die Beruhigungskammer 82 auf demselben Druck gehalten werden. Infolge des ausgeglichenen statischen Drucks, der auf die Glasschmelze 16 und das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 wirkt, werden die Ebenen der beiden inkompressiblen Glasschmelzkörper in Bezug auf die Schwerkraft horizontal ausgerichtet. Und da das Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 relativ ruhig ist, gibt seine Tiefe D einen guten Hinweis auf die nominelle Tiefe D_N, die die Glasschmelze 16 in der TV-Schmelzwanne 10 hätte, wenn man sie nicht bewegt würde und sich setzen könnte.
Der Ausguss 72 ist an der Abstehwanne 70 angebracht und bedeckt den Auslass 88 der Einhausung 74 der Abstehwanne 70. Der Ausguss 72 umfasst ein Ausgussbecken 98, eine Blende 100, einen oder mehrere Abdeckblöcke 102 und einen hin- und hergehenden Kolben 104. Der Ausguss 98 definiert einen Einlass 106, der mit dem Auslass 88 der Einhausung 74 der Abstehwanne 70 in Verbindung steht, und verfügt über ein unteres Ende 108, an dem die Blende 100 befestigt ist, und ein oberes Ende 110, das den einen oder die mehreren Abdeckblöcke 102 trägt. Das Ausgussbecken 98 kann aus einem Feuerfestmaterial einschließlich jedem der vorstehend in Zusammenhang mit dem Boden 76 und den glasberührenden Teilen der aufrechten Wand 80 der Einhausung 74 der Abstehwanne 70 genannten Feuerfestmaterialien ausgebildet sein. Das Ausgussbecken 98, die Blende 100 und der Abdeckblock oder die Abdeckblöcke 102 begrenzen zusammen eine Ausgusskammer 112, die ein Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 enthält. Ein oder mehrere nicht eingetauchte Brenner 116, z. B. ein oder mehrere Stiftbrenner, können in Ausgussbecken 98 angebracht werden. Jeder der Brenner 116 verbrennt wie zuvor ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel, wobei jeder der Brenner 116 in die Kammer 112 hinein gerichtet ist, um entweder durch Strahlung oder durch direktes Auftreffen auf eine obere Fläche 114' des Überführungsbades geschmolzenen Glases 114 Wärme auf das Überführungsbad geschmolzenen Glases zu übertragen.
Die Blende 100 des Ausgusses 72 definiert mindestens eine Öffnung 118 - typischerweise eine bis vier, obwohl mehr als vier durchaus möglich sind -, durch die der Glasschmelzenfluss 22 aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 mit einer kontrollierten Rate abgegeben werden kann, die den spezifischen Zuführungsanforderungen der nachgeschalteten Komponente 24 entspricht. Die Blende 100 kann ebenfalls aus einem Feuerfestmaterial hergestellt sein. Zum Steuern der Durchflussmenge des Glasschmelzenflusses 22 aus dem Ausguss 72 wird die Hin- und Herbewegung des Kolbens 104, der in einigen Ausführungsformen ein massiver Stab mit oder ohne konischem Kopf oder ein hohles zylindrisches Rohr sein kann, entlang einer axialen Mittellinie 120 gesteuert, die quer zu einer Austrittsebene 122 der Öffnung 118 ausgerichtet ist, um die Durchflussmenge (entweder nach Masse oder Volumen) durch die Öffnung 118 zu regulieren. Beispielsweise ist ein maximaler Durchfluss durch die Öffnung 118 möglich, wenn der Kolben 104 vollständig von der Öffnung 118 zurückgezogen ist, kein Durchfluss ist möglich, wenn der Kolben 104 vollständig in Richtung der Öffnung 118 ausgefahren ist, um die Öffnung 118 zu blockieren, und unterschiedliche Durchflussgrade zwischen maximalem Durchfluss und keinem Durchfluss sind an verschiedenen Stellen des Kolbens 104 zwischen seiner vollständig zurückgezogenen Position und seiner vollständig ausgefahrenen Position möglich. Wenn die Blende 100 mehr als eine Öffnung 118 aufweist, ist jeder der Öffnungen 118 ein separater einziehbarer Kolben 104 zugeordnet.
Der Durchlass 20, der die TV-Schmelzwanne 10 und das Abstehgefäß 12 miteinander verbindet und eine Fluidverbindung zwischen der inneren Reaktionskammer 34 und der Abstehwanne 82 herstellt, ist eine Leitung, die einen Strömungsweg 124 vom Glasschmelzenauslass 48 der TV-Schmelzwanne 10 zum Einlass 86 der Abstehwanne 70 des Abstehgefäßes 12 bildet, wie in 5 dargestellt. Der Durchlass 20 beinhaltet eine untere Wand 20a, eine obere Wand 20b und ein Paar seitlich beabstandeter Seitenwände 20c, 20d (8), die die untere Wand 20a und die obere Wand 20b verbinden, um den Strömungsweg 124 zu bilden. In einer hier gezeigten Ausführung kann ein erster Abschnitt 126 des Durchlasses 20, der sich von der Einhausung 26 und insbesondere von der hinteren Stirnwand 32b der Einhausung 26 der TV-Schmelzwanne 10 aus erstreckt, als Teil einer fluidgekühlten Platte der Einhausung 26 ausgebildet sein, während ein zweiter Abschnitt 128 des Durchlasses 20, der sich von der Einhausung 74 und insbesondere von der vorderen Stirnwand 80a der Einhausung 74 aus erstreckt, von der Abstehwanne 70 aus einem Feuerfestmaterial gebildet sein kann, das nicht fluidgekühlt ist. Um die Lebensdauer des Durchlasses 20 zu verlängern, kann die obere Wand 20b außerdem über eine nach oben abgewinkelte Fläche 130 verfügen, um entweichende Gase abzulenken, die aus dem durch den Durchlass 20 fließenden nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glas 18 entweichen können. Jede der anderen Wände 20a, 20c, 20d kann auf eine beliebige Art und Weise ausgebildet sein, um den Strömungsweg 124 des Durchlasses 20 wie gewünscht zu gestalten (z. B. konvergierend zur Abstehkammer 82, divergierend zur Abstehkammer 82, konstante Querschnittsfläche usw.).
Während des Betriebs der TV-Schmelzwanne 10 und des zugehörigen Abstehgefäßes 12 und unter Bezugnahme auf 1 gibt jeder der ein oder mehreren Tauchbrenner 62 einzeln Verbrennungsprodukte 68 direkt in und durch die in der TV-Schmelzwanne 10 befindliche Glasschmelze 16 ab. Bei der Glasschmelze 16 handelt es sich um ein Volumen geschmolzenen Glases, das häufig zwischen 1 US-Tonne (1 US-Tonne = 2.000 Ibs) und 20 US-Tonnen wiegt, obwohl das Gewicht auch höher sein kann, und das im Allgemeinen während des Dauerbetriebs der TV-Schmelzwanne 10 auf einem konstanten Volumen gehalten wird. Da die Verbrennungsprodukte 68 in und durch die Glasschmelze 16 ausgestoßen werden, was zu komplexen Strömungsmustern und starken Turbulenzen führt, wird die Glasschmelze 16 stark bewegt und erfährt eine rasche Wärmeübertragung und starke Scherkräfte. Die Verbrennungsprodukte 68 entweichen schließlich aus der Glasschmelze 16 und werden zusammen mit allen anderen gasförmigen Verbindungen, die sich aus der Glasschmelze 16 verflüchtigen können, durch die Abluftöffnung 50 aus der inneren Reaktionskammer 34 entfernt. Zusätzlich können unter Umständen ein oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (nicht dargestellt) im Dach 28 und/oder der umgebenden aufrechten Wand 32 an einer Stelle oberhalb der Glasschmelze 16 angebracht sein, um der Glasschmelze 16 Wärme zuzuführen, entweder direkt durch Flammenaufprall oder indirekt durch Strahlungswärmeübertragung, und um auch die Bildung von Schaum zu unterdrücken und/oder seine Zerstörung zu erleichtern.
Während die ein oder mehreren Tauchbrenner 62 in die Glasschmelze 16 eingefeuert werden, wird das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 durch den Gemengeeinlass 46 kontrolliert in die innere Reaktionskammer 34 eingeführt. Das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 bildet nicht, wie in einem herkömmlichen kontinuierlichen Schmelzofen üblich, einen auf der Glasschmelze 16 aufliegenden Gemengekuchen, sondern wird von der bewegten Glasschmelze 16 rasch aufgelöst und aufgenommen. Das verteilte, zu Glas schmelzbare Gemenge 14 ist aufgrund der starken Schmelzbewegung und der Scherkräfte, die von dem Tauchbrenner oder den Tauchbrennern 62 verursacht werden, in der gesamten Glasschmelze 16 einer intensiven Wärmeübertragung und einer schnellen Partikelauflösung ausgesetzt. Dadurch wird das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 schnell vermischt, reagiert und chemisch in die Glasschmelze 16 eingebunden. Das Schütteln und Rühren der Glasschmelze 16 durch das Abgeben der Verbrennungsprodukte 68 aus dem Tauchbrenner oder den Tauchbrennern 62 fördert jedoch auch die Blasenbildung in der Glasschmelze 16. Folglich ist die Glasschmelze 16 von Natur aus schaumig/(stark) blasig und weist eine homogene Verteilung von mitgerissenen Gasblasen auf. Die mitgerissenen Gasblasen können 30 Vol.-% bis 60 Vol.-% der Glasschmelze 16 ausmachen, wodurch die Dichte der Glasschmelze 16 relativ gering ist und für Kalk-Natron-Silicat-Glas typischerweise im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ bzw. im engeren Bereich von 0,99 g/cm³ bis 1,3 g/cm³ liegt. Die in der Glasschmelze 16 mitgerissenen gasförmigen Einschlüsse variieren in ihrer Größe und können verschiedene Gase enthalten, darunter CO₂, H₂O (Dampf), N₂, SO₂, CH₄, CO und flüchtige organische Verbindungen (VOCs).

Das in die innere Reaktionskammer 34 eingeführte schmelzbare Gemenge 14 weist eine Zusammensetzung auf, die so formuliert ist, dass die Glasschmelze 16, insbesondere am Glasschmelzenauslass 48, nach dem Schmelzen eine vorbestimmte chemische Zusammensetzung hat. Beispielsweise kann die chemische Zusammensetzung der Glasschmelze 16 die eines Kalk-Natron-Silicat-Glases sein, in welchem Fall das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 ein physikalisches Gemisch aus neuen Rohstoffen und gegebenenfalls Scherben (d. h. recyceltem Glas) und/oder Glasvorläufern sein kann, das eine Quelle für SiO₂, Na₂O und CaO in den richtigen Anteilen darstellt, zusammen mit einem der anderen unten in Tabelle 1 aufgeführten Stoffe, einschließlich, am häufigsten, Al₂O₃. Die genauen Bestandteile des zu Glas schmelzbaren Gemenges 14 können stark unterschiedlich sein, wobei jedoch immer noch die in der Glasindustrie allgemein bekannte chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases erhalten werden kann.

Tabelle 1: Glaschemische Zusammensetzung von Kalk-Natron-Silicat- Glas
Komponente	Gew.-%	Rohstoffquellen
SiO₂	60-80	Quarzsand
Na₂O	8-18	Natriumcarbonat
CaO	5-15	Kalk
Al₂O₃	0-2	Nephelinsyenit, Feldspat
MgO	0-5	Magnesit
K₂O	0-3	Pottasche
Fe₂O₃ + FeO	0-0,08	Eisen ist eine Verunreinigung
MnO₂	0-0,3	Mangandioxid
SO₃	0-0,5	Salzkuchen, Schlacke
Se	0-0,0005	Selen
F	0-0,5	Fluoride sind eine Verunreinigung

Damit die Glasschmelze 16 die chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicatglases aufweist, kann das Gemenge 14 beispielsweise primäre Rohstoffe wie Quarzsand (kristallines SiO₂), Natriumcarbonat (Na₂CO₃) und Kalk (CaCO₃) in den für die erforderlichen Anteile an SiO₂, Na₂O bzw. CaO notwendigen Mengen enthalten. Dem zu Glas schmelzbaren Gemenge 14 können auch andere neue Rohstoffe zugesetzt werden, um eines oder mehrere der Komponenten SiO₂, Na₂O, CaO und möglicherweise andere Oxid- und/oder Nichtoxid-Materialien in die Glasschmelze 16 einzubringen, je nach gewünschter chemischer Zusammensetzung des Kalk-Natron-Silicat-Glases und Farbe der daraus hergestellten Glasartikel. Zu diesen anderen Rohstoffen können Feldspat, Dolomit und Calumit-Schlacke gehören. Das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 kann sogar bis zu 80 Gew.-% Scherben enthalten, was von einer Vielzahl von Faktoren abhängt. Darüber hinaus kann das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 Rohstoffe für Nebenbestandteile und Spuren enthalten, die die glaschemische Zusammensetzung des Kalk-Natron-Silicat-Glases mit eventuell benötigten Farbstoffen, Entfärbungsmitteln und/oder Redoxmitteln versorgen und darüber hinaus eine Quelle für chemische Läutermittel zum Unterstützen einer nachgeschalteten Entfernung von Blasen darstellen.
Das aus der TV-Schmelzwanne 10 durch den Glasschmelzenauslass 48 abgegebene nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas 18 wird der Glasschmelze 16 entnommen und ist chemisch auf die gewünschte chemische Zusammensetzung des Glases, z. B. eine chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silikat-Glases, homogenisiert, jedoch mit der gleichen relativ geringen Dichte und dem gleichen mitgerissenen Volumen an Gasblasen wie die Glasschmelze 16. Das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas 18 fließt direkt durch den Strömungsweg 124 des Durchlasses 20 und in die Abstehkammer 82 der Abstehwanne 70, wo es mit dem Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 verschmilzt. Geschmolzenes Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases 84 wiederum fließt in Fließrichtung in die Ausgusskammer 112 des Ausgusses 72, um das Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 zu speisen. Aufgrund des Absetzens des Zwischenbades der Glasschmelze 84 und optional dem Beaufschlagen des Bades mit Verbrennungsprodukten, einschließlich derjenigen des Hochgeschwindigkeits-Dachbrenners 90b, kann das Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 eine höhere Dichte haben als die in der TV-Schmelzwanne 10 befindliche Glasschmelze 16, was dazu beitragen kann, den nachgeschalteten Aufwand für das Läutern des Glases zu verringern. Der vom Ausguss 72 abgegebene Glasschmelzenfluss 22 wird aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 entnommen und mit einer kontrollierten Rate durch die Blende 100 gefördert, die durch die kontrollierte Hin- und Herbewegung des reziproken Kolbens 104 gesteuert wird.
Der Glasschmelzenfluss 22 kann, neben anderen Optionen, zu einem Glasartikel weiterverarbeitet werden, z. B. zu einem Flachglas- oder Behälterglasartikel. Zu diesem Zweck kann der vom Ausguss 72 abgegebene Glasschmelzenfluss 22 die chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases haben, wie durch die Formulierung der zu Glas schmelzbaren Gemenge-Menge 14 vorgegeben. Die nachgeschaltete Komponente 24, dem der Glasschmelzenfluss 22 zugeführt wird, kann eine Glasläuterwanne 132 mit einer Einhausung 134, die eine Läuterkammer 136 begrenzt. Ein Glasschmelzbad 138 befindet sich in der Läuterkammer 136 und fließt von einer Einlassöffnung 140 an einem Ende der Einhausung 134 zu einer Auslassöffnung 142 am gegenüberliegenden Ende der Einhausung 134. In der Einhausung 134 der Glasläuterwanne 132 sind oberhalb des Glasschmelzbades 138 mehrere nicht eingetauchte Brenner 144 angebracht, die ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel verbrennen. Die von den Brennern 144 abgegebenen Verbrennungsprodukte geben Wärme an das Glasschmelzbad 138 ab, um das Aufsteigen und Zerplatzen der mitgerissenen Gasblasen und gelösten Gase zu fördern. Im Betrieb wird der Glasschmelzenfluss 22 durch die Einlassöffnung 140 in die Läuterkammer 136 eingespeist und verbindet sich mit dem Glasschmelzbad 138 in der Läuterkammer 136. Das Glasschmelzbad 138 wiederum liefert geläutertes geschmolzenes Glas 146 aus der Auslassöffnung 142 der Einhausung 134.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen von Glasbehältern aus dem aus der Abstehwanne 12 entnommenen Glasschmelzenfluss 22 ist in 9 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird der Glasschmelzenfluss 22 aus dem Abstehgefäß 12 in Schritt 150, wie oben erläutert, zugeführt. Das heißt, das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 wird in die innere Reaktionskammer 34 der TV-Schmelzwanne 10 eingeführt und von der bewegten Glasschmelze 16 aufgenommen. Das zu Glas schmelzbare Gemenge 14 schmilzt und wird in die Glasschmelze 16 assimiliert, während jeder der Tauchbrenner 62 Verbrennungsprodukte 68 in und durch die Glasschmelze 16 abgibt. Das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas 18 wird aus der TV-Schmelzwanne 10 abgegeben und fließt durch den Durchlass 20 in die Abstehkammer 82 der Abstehwanne 70. Dort verbindet sich das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas Glas 18 mit dem Zwischenbad geschmolzenen Glases 84, welches wiederum das Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 speist. Der Glasschmelzenfluss 22 wird aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases 114 durch den Ausguss 72 entnommen. Im nächsten Schritt 152 wird der Glasschmelzenfluss 22 zu mindestens einem, vorzugsweise mehreren, Glasbehältern geformt. Der Formungsschritt 152 umfasst einen Läuterschritt 152a, einen thermischen Konditionierungsschritt 152b und einen Formungsschritt 152c. Diese verschiedenen Teilschritte 152a, 152b, 152c des Formungsschritts 152 können mit jeder geeigneten Methode durchgeführt werden, einschließlich der Verwendung herkömmlicher Ausrüstung und Techniken.
Der Läuterschritt 152a beinhaltet das Entfernen von mitgerissenen Gasblasen aus dem Glasschmelzenfluss 22, so dass die daraus geformten Glasbehälter nicht mehr als eine kommerziell akzeptable Menge an optischen Glasfehlern aufweisen. Zur Durchführung dieses Läuterns wird der Glasschmelzenfluss 22 durch die Einlassöffnung 140 der Läuterwanne 132 in das Glasschmelzbad 138 gegossen, das sich in der Läuterkammer 136 der Läuterwanne 132 befindet. Das Glasschmelzbad 138 fließt von der Einlassöffnung 140 der Glasläuterwanne 132 weg und zur Auslassöffnung 142 hin und wird auf diesem Weg von den nicht eingetauchten Brennern 144 erhitzt - bei den Brennern handelt es sich um Flachflammenbrenner, Seitenwandstiftbrenner, Prallbrenner, eine Kombination davon usw. -, um die Viskosität des Glasschmelzbads 138 aufrechtzuerhalten bzw. zu verringern, indem die Temperatur des Glasschmelzbads 138 zumindest gleich bleibt oder erhöht wird, was wiederum das Aufsteigen und Zerplatzen der mitgerissenen Gasblasen fördert. In vielen Fällen wird das Glasschmelzbad 138 in der Läuterkammer 136 auf eine Temperatur zwischen 1200°C und 1500°C erhitzt. Darüber hinaus können im zu Glas schmelzbaren Gemenge 14 enthaltene chemische Läutermittel die Entfernung von Blasen aus dem Glasschmelzbad 138 weiter erleichtern, indem sie sich in Gase wie SO₂ und O₂, die leicht durch das Glasschmelzbad 138 aufsteigen und dabei kleinere mitgerissene Gasblasen auf ihrem Weg auffangen, zersetzen. Infolge des Läuterns ist das Glasschmelzbad 138 dichter und verfügt an dem Ende der Einhausung 134, an dem die Auslassöffnung 142 gebildet ist, über weniger mitgerissene Gasblasen als an dem Ende der Einhausung 134, an dem die Einlassöffnung 140 gebildet ist. Insbesondere hat das geläuterte geschmolzene Glas 146, das aus der Auslassöffnung 142 der Glasläuterwanne 132 austritt, typischerweise eine Dichte im Bereich von 2,3 gm/cm³ bis 2,5 gm/cm³ im Fall von Kalk-Natron-Silicat-Glas.
Das in der Glasläuterwanne 132 gewonnene geläuterte geschmolzene Glas 146 wird in der thermischen Konditionierungsstufe 156b thermisch konditioniert. Dabei wird das geläuterte geschmolzene Glas 146 mit einer kontrollierten Geschwindigkeit abgekühlt, um eine für die Glasformung geeignete Glasviskosität zu erreichen und gleichzeitig ein gleichmäßigeres Temperaturprofil innerhalb der geläuterten Glasschmelze 146 zu erzielen. Das geläuterte geschmolzene Glas 146 wird vorzugsweise zum Erhalten eines konditionierten geschmolzenen Glases auf eine Temperatur zwischen etwa 1000°C und 1200°C abgekühlt. Die thermische Konditionierung des geläuterten geschmolzenen Glases 146 kann in einem separaten Vorherd erfolgen, der das geläuterte geschmolzene Glas 146 aus der Auslassöffnung 142 der Glasläuterwanne 132 aufnimmt. Ein Vorherd ist eine langgestreckte Struktur, die einen ausgedehnten Kanal bildet, in dem oben und/oder an den Seitenwänden montierte Brenner die Temperatur des fließenden, geläuterten geschmolzenen Glases beständig und gleichmäßig reduzieren können. In einer anderen Ausführungsform können die Schritte des Läuterns und des thermische Konditionierens 156a, 156b jedoch in einer einzigen Struktur durchgeführt werden, z. B. in einer Konstruktion, die die Glasläuterwanne und Vorherd kombiniert und in der sowohl das Läutern des Glasschmelzenflusses 22 als auch das thermische Konditionieren des geläuterten geschmolzenen Glases 146 erfolgen kann.
Aus der konditionierten Glasschmelze werden dann im Formgebungsschritt 156c Glasbehälter geformt. Bei einigen Standardverfahren zum Herstellen von Behältern wird die konditionierte Glasschmelze am Ende der Läuterwanne/des Vorherds aus einem Glaszuführer als Glasschmelzeströme oder -ausläufer abgegeben. Die geschmolzenen Glasausläufer werden dann in einzelne Tropfen mit einem vorbestimmten Gewicht geschert. Jeder Tropfen wird über ein Tropfenspeisesystem in eine Rohlingsform einer Glasbehälterformmaschine befördert. Bei anderen Verfahren zum Herstellen von Glasbehältern wird das geschmolzene Glas dagegen direkt in die Rohform eingeleitet, um diese mit Glas zu füllen. Sobald sich der geschmolzene Glastropfen in der Form befindet, wird er bei einer Temperatur zwischen 1000°C und 1200°C zu einem Vorformling gepresst oder geblasen, der eine röhrenförmige Wand aufweist. Der Vorformling wird dann aus der Rohform in eine Blasform der Glasbehälterformmaschine zur endgültigen Formgebung eines Behälters überführt. Sobald der Vorformling in der Blasform angekommen ist, wird die Blasform geschlossen und der Vorformling mit Hilfe eines Druckgases, wie z. B. Druckluft, schnell nach außen in die endgültige Behälterform geblasen, die der Kontur des Formhohlraums entspricht. Neben den Press- und Blasformverfahren können natürlich auch andere Verfahren zur Herstellung von Glasbehältern angewandt werden, wie z. B. das Pressen oder andere Formgebungsverfahren.
Der in der Blasform geformte Glasbehälter verfügt über einen axial geschlossenen Boden und eine umlaufende Wand. Die umlaufende Wand erstreckt sich vom axial geschlossenen Boden zu einer Mündung, die eine Öffnung zu einem durch den axial geschlossenen Boden und die umlaufende Wand definierten Raum definiert. Der Glasbehälter wird abgekühlt, während er mit den Formwänden der Blasform in Kontakt ist, und dann aus der Blasform entnommen und auf ein Förderband oder eine andere Transportvorrichtung gestellt. Anschließend wird der Glasbehälter in einem Kühlofen mit kontrollierter Geschwindigkeit wieder erwärmt und abgekühlt, um thermisch bedingte Spannungen abzubauen und innere Spannungspunkte zu beseitigen. Das Kühlen des Glasbehälters umfasst das Erhitzen des Glasbehälters auf eine Temperatur oberhalb des oberen Kühlpunktes der chemischen Zusammensetzung von Kalk-Natron-Silicat-Glas, der in der Regel im Bereich von 510 °C bis 550 °C liegt, gefolgt von einem langsamen Abkühlen des Behälters mit einer Geschwindigkeit von 1 °C/min bis 10 °C/min auf eine Temperatur unterhalb des unteren Kühlpunktes der chemischen Zusammensetzung von Kalk-Natron-Silicat-Glas, der in der Regel im Bereich von 470 °C bis 500 °C liegt. Der Glasbehälter kann schnell abgekühlt werden, nachdem er auf eine Temperatur unterhalb des unteren Kühlpunktes abgekühlt wurde. Die Oberfläche des Glasbehälters kann aus verschiedenen Gründen entweder vor (Beschichtungen am heißen Ende) oder nach (Beschichtungen am kalten Ende) dem Kühlen mit einer beliebigen Beschichtung versehen werden.
Es wurde also ein Verfahren zur Herstellung von Glas unter Verwendung der Tauchverbrennungsschmelztechnologie offenbart, das eine oder mehrere der zuvor dargelegten Aufgaben und Ziele erfüllt. Das geschmolzene Glas kann zu Glasartikeln weiterverarbeitet werden, z. B. zu Glasbehältern. Die Offenbarung wurde in Verbindung mit mehreren beispielhaften Ausführungsformen vorgestellt, und es wurden zusätzliche Modifikationen und Variationen diskutiert. Dem Fachmann werden sich unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen Modifikationen und Variationen leicht erschließen. So wird zur Vereinfachung zum Beispiel der Gegenstand jeder der Ausführungsformen durch Bezugnahme in jede der anderen Ausführungsformen aufgenommen. Die Offenbarung soll alle Modifikationen und Variationen umfassen, die unter den Geist und den breiten Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Glasartikel, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Abgeben von Verbrennungsprodukten (68) von einem oder mehreren Tauchbrennern (62) direkt in eine sich in einer inneren Reaktionskammer (34) einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) befindende Glasschmelze (16), wobei die von dem einen oder den mehreren Tauchbrennern abgegebenen Verbrennungsprodukte die Glasschmelze umrühren; Entnehmen von nicht geläutertem blasigen geschmolzenen Glas (18) aus der Glasschmelze und Abgeben des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch einen Glasschmelzenauslass (48); Einleiten des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases in eine Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70), die in Fluidverbindung mit der Tauchverbrennungsschmelzwanne steht, wobei das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines Ausgusses (72) befindet; Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch den Ausguss mit einer kontrollierten Rate; und Verarbeiten des Glasschmelzenflusses zu einem Glasartikel.
Glasartikel nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erhitzens des Zwischenbades geschmolzenen Glases das Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92) umfasst, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind, die die Abstehkammer begrenzt.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Schritt des Abgebens des Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss das Steuern einer Durchflussrate geschmolzenen Glases aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch eine Öffnung (118) einer Blende (100) umfasst, die an einem Ausgussbecken (98) des Ausgusses befestigt ist, indem die Hin- und Herbewegung eines hin- und hergehenden Kolbens (104) gesteuert wird, der zu der Öffnung der Blende hin ausgerichtet ist.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Verarbeitens des geschmolzenen Glases zu dem Glasartikel Folgendes umfasst: Einleiten des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in einer Glasläuterwanne (132) befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geläutertes geschmolzenes Glas (146) erzeugt, wobei das geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte aufweist, die größer ist als die Dichte des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases, das von der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird.
Glasartikel nach Anspruch 4, wobei das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas zwischen 30 Vol.-% und 60 Vol.-% mitgerissene Gasblasen enthält und eine Dichte im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ aufweist, und wobei das in der Glasläuterwanne hergestellte geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte im Bereich von 2,3 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ aufweist.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glasschmelze am Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne eine chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases umfassend 60 bis 80 Gew.-% SiO₂, 8 bis 18 Gew.-% Na₂O und 5 bis 15 Gew.-% CaO aufweist.
Glasbehälter, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Einleiten des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen und aus einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) abgegebenen Glases (18) in eine Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70), wobei das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas eine Kalk-Natron-Silicat-Glas-Zusammensetzung aufweist und sich mit einem Zwischenbad geschmolzenen Glases (84) vermischt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92), die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer die Abstehkammer begrenzenden Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines an der Abstehwanne angeschlossenen Ausgusses (72) befindet, wobei der Ausguss (72) einen Glasschmelzenfluss (22) aus dem Ausguss (72) abgibt; Einleiten des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in einer Glasläuterwanne (132) befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geläutertes geschmolzenes Glas (146) erzeugt, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt, wobei das geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte aufweist, die größer ist als die Dichte des nicht geläuterten blasigen geschmolzenen Glases, das von der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird; und Formen eines Glasbehälters aus dem geläuterten geschmolzenen Glas.
Glasbehälter nach Anspruch 7, wobei das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegebene nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas zwischen 30 Vol.-% und 60 Vol.-% mitgerissene Gasblasen enthält und eine Dichte im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ aufweist, und wobei das geläuterte geschmolzene Glas, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt, eine Dichte im Bereich von 2,3 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ aufweist.
Glasbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Verfahren ferner umfasst: Steuern der Hin- und Herbewegung eines hin- und hergehenden Kolbens (104), der so zu einer Öffnung (118) einer Blende (100) des Ausgusses ausgerichtet ist, dass eine Durchflussrate geschmolzenen Glases aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch die in der Blende definierte Öffnung so gesteuert wird, dass damit das Abgeben des Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss mit kontrollierter Rate erfolgt.
Eine Anlage zum Herstellen von Glas umfassend: eine Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) mit einer Einhausung (26), die eine innere Reaktionskammer (34) definiert, einem Gemengeeinlass (46) für das Einführen eines zu einem Glas schmelzbaren Gemenges (14) in die innere Reaktionskammer, und einem Glasschmelzenauslass (48) zum Abgeben von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) aus der inneren Reaktionskammer, wobei die Tauchverbrennungsschmelzwanne ferner einen oder mehrere Tauchbrenner (62) umfasst; ein Abstehgefäß (12), das eine Abstehwanne (70) und einen Ausguss (72) beinhaltet, wobei die Abstehwanne eine Einhausung (74) aufweist, die eine Abstehkammer (82), einen Einlass (86) und einen Auslass (88) definiert, und der Ausguss so an der Abstehwanne angebracht ist, dass er den Auslass der Abstehwanne bedeckt, wobei der Ausguss ein Ausgussbecken (98) und eine Blende (100) aufweist, die mindestens eine Öffnung (118) zum Abgeben eines Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss definiert; und ein Durchlass (20), der die Tauchverbrennungsschmelzwanne und das Abstehgefäß miteinander verbindet und eine Fluidverbindung zwischen der inneren Reaktionskammer und der Abstehwanne herstellt, indem er einen Strömungsweg (124) vom Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne zum Einlass der Abstehwanne bildet.
Anlage nach Anspruch 10, wobei die Abstehwanne einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90) enthält, die ausgelegt sind, Verbrennungsprodukte (92) in die Abstehkammer abzugeben.
Anlage nach Anspruch 11, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von Dachbrennern (90b) beinhalten, die in einem Dach (78) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach Anspruch 12, wobei die mehreren Dachbrenner im Dach der Einhausung montiert sind und über das Dach von einer Seitenwand (80c) der Einhausung zu einer gegenüberliegenden Seitenwand (80d) der Einhausung beabstandet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der eine oder die mehreren Tauchbrenner in einem Boden (30) der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne montiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Einhausung der Abstehwanne aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Anlage zum Herstellen von Glas, umfassend: eine Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) mit einer Einhausung (26) und einem oder mehreren Tauchbrennern (62), wobei die Einhausung eine innere Reaktionskammer (34) und einen Glasschmelzenauslass (48) aus der inneren Reaktionskammer definiert, wobei die Einhausung einen Boden (30) aufweist, und wobei der eine oder die mehreren Tauchbrenner im Boden der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne montiert sind; ein Abstehgefäß (12), das mechanisch an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebracht ist, wobei das Abstehgefäß eine Abstehwanne (70) und einen an das Abstehgefäß angefügten Ausguss (72) beinhaltet, wobei die Abstehwanne (70) eine Einhausung (74) aufweist, die eine Abstehkammer (82) und einen Einlass (86) in die Abstehkammer definiert, wobei der Einlass der Abstehwanne in Fluidverbindung mit dem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne steht, und wobei der Ausguss so ausgebildet ist, dass er einen Glasschmelzenfluss (22) mit einer kontrollierten Rate aus der Abstehwanne abgibt.
Anlage nach Anspruch 16, wobei ein Durchlass (20) die Tauchverbrennungsschmelzwanne und die Abstehwanne miteinander verbindet und einen Strömungsweg (124) zwischen dem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Einlass der Abstehwanne bereitstellt.
Anlage nach Anspruch 17, wobei ein erster Abschnitt (126) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne aus erstreckt, Teil einer flüssigkeitsgekühlten Platte (36) der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne ist, und wobei ein zweiter Abschnitt (128) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Abstehwanne aus erstreckt, aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Abstehwanne einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90) enthält, die ausgelegt sind, Verbrennungsprodukte (92) in die Abstehkammer abzugeben.
Anlage nach Anspruch 19, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von Dachbrennern (90b) beinhalten, die in einem Dach (78) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach Anspruch 20, wobei es sich bei dem/den Dachbrenner(n) um Hochgeschwindigkeitsbrenner mit einer Mindestgasgeschwindigkeit am Brenneraustritt von 3000 Fuß pro Sekunde handelt.
Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner mehrere an der Seitenwand montierte Brenner (90a) beinhalten, die in einer aufrechten Wand (80) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Ausguss einen hin- und hergehenden Kolben (104) in einer Ausgusskammer (112) des Ausgusses aufweist.
Anlage nach Anspruch 23, wobei der Ausguss eine Blende (100) aufweist, die eine Öffnung (118) begrenzt, und wobei der hin- und hergehende Kolben entlang einer axialen Mittellinie relativ zu der Öffnung hin- und herbewegbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei die Einhausung der Abstehwanne aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Abstehgefäß (12), umfassend: eine Abstehwanne (70) mit einer Einhausung (74), die eine Abstehkammer (82) begrenzt, in der sich ein Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases befindet, wobei die Einhausung einen Einlass (86) in die Abstehkammer begrenzt, durch den nicht geläutertes blasiges geschmolzenes Glas (18) in die Abstehkammer eingeführt wird, um mit dem Zwischenbad geschmolzenen Glases zu verschmelzen; und einen an der Abstehwanne angebrachten Ausguss (72), der steuerbar einen Glasschmelzenfluss (22) aus dem Abstehgefäß abgibt.
Abstehgefäß nach Anspruch 26, wobei die Abstehwanne einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90) enthält, die ausgelegt sind, Verbrennungsprodukte (92) in die Abstehkammer abzugeben.
Abstehgefäß nach Anspruch 27, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von Dachbrennern (90b) beinhalten, die in einem Dach (78) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Abstehgefäß nach Anspruch 28, wobei der/die Dachbrenner Hochgeschwindigkeitsbrenner mit einer Mindestgasgeschwindigkeit am Brenneraustritt von 3000 Fuß pro Sekunde sind.
Abstehgefäß nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von an der Seitenwand montierten Brennern (90a) beinhalten, die in einer aufrechten Wand (80) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Abstehgefäß nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei der Ausguss einen hin- und hergehenden Kolben (104) innerhalb einer Ausgusskammer (112) des Ausgusses aufweist und wobei der Glasschmelzenfluss von dem Ausguss aus einem sich in der Ausgusskammer befindenden Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases steuerbar abgegeben wird.
Abstehgefäß nach Anspruch 31, wobei der Ausguss eine Blende (100) aufweist, die eine Öffnung (118) begrenzt, und wobei der hin- und hergehende Kolben entlang einer axialen Mittellinie relativ zu der Öffnung hin- und herbewegt werden kann.
Abstehgefäß nach einem der Ansprüche 26 bis 32, wobei die Einhausung der Abstehwanne aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Abstehgefäß nach einem der Ansprüche 26 bis 33, wobei das nicht geläuterte blasige geschmolzene Glas aus einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) abgegeben und dem Einlass der Abstehwanne zugeführt wird.
Glasartikel, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Abgeben von Verbrennungsprodukten (68) von einem oder mehreren Tauchbrennern (62) direkt in eine sich in einer inneren Reaktionskammer (24) einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) befindende Glasschmelze (16), wobei die von dem einen oder den mehreren Tauchbrennern abgegebenen Verbrennungsprodukte die Glasschmelze umrühren; Abgeben von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) aus der Glasschmelze und Abgeben des nicht geläuterten geschmolzenen Glases aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch einen Glasschmelzenauslass (48); Einleiten des nicht geläuterten geschmolzenen Glases in eine Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70) mit einer schwankenden Durchflussrate, wobei die Abstehwanne mechanisch an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebracht ist und in stromabwärtiger Fluidverbindung mit dieser steht, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines an die Abstehwanne angeschlossenen Ausguss (72) gehalten wird; Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) aus dem Ausguss aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases mit einer kontrollierten Durchflussrate an eine stromabwärtige Glasläuterwanne (132); und Einleiten des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in der Glasläuterwanne befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geschmolzenes Glas erzeugt, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne mit einer Dichte austritt, die größer ist als die des nicht geläuterten geschmolzenen Glases, das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird; und Verarbeiten von geläutertem geschmolzenen Glas (146), das aus der Glasläuterwanne austritt, zu einem Glasartikel.
Glasartikel nach Anspruch 35, wobei der Schritt des Erhitzens des Zwischenbades geschmolzenen Glases das Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92) umfasst, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer in einer die Abstehkammer begrenzenden Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 35 bis 36, wobei das Volumen des sich in der Abstehkammer befindenden Zwischenbades geschmolzenen Glases kleiner ist als das Volumen der sich in der inneren Reaktionskammer befindenden Glasschmelze.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 35 bis 37, wobei das Abgeben des Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss mit einer kontrollierten Durchflussrate das Steuern einer Durchflussrate geschmolzenen Glases aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch eine Öffnung (118) einer Blende (100) des Ausgusses durch Steuern der Hin- und Herbewegung eines hin- und hergehenden Kolbens (104), der zu der Öffnung der Blende ausgerichtet ist, umfasst.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 35 bis 38, wobei es sich bei dem Glasartikel um einen Glasbehälter handelt und wobei der Schritt des Verarbeitens des geläuterten geschmolzenen Glases ferner Folgendes umfasst: thermisches Konditionieren des geschmolzenen Glases, das aus dem Glasläuterwanne austritt, um ein konditioniertes geschmolzenes Glas zu erhalten; und Abgeben eines Tropfens des konditionierten geschmolzenen Glases in eine Glasbehälterformmaschine und Formen des Glasbehälters aus dem konditionierten geschmolzenen Glas.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 35 bis 39, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas zwischen 30 Vol.-% und 60 Vol.-% mitgerissene Gasblasen enthält und eine Dichte im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ aufweist, und wobei das geschmolzene Glas, das in der Glasläuterwanne erzeugt wird und aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt, eine Dichte im Bereich von 2,3 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ aufweist.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 35 bis 40, wobei die Glasschmelze am Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne eine chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases umfassend 60 bis 80 Gew.-% SiO₂, 8 bis 18 Gew.-% Na₂O und 5 bis 15 Gew.-% CaO aufweist.
Glasartikel, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Einführen von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18), das aus einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) abgegeben wird, in eine Abstehkammer (82) einer stromabwärts gelegenen Abstehkammer (70) durch eine Leitung, die mit einem Glasschmelzenauslass (48) der Tauchverbrennungsschmelzwanne und einem Einlass (86) der Abstehwanne verbunden ist und einen Strömungsweg (124) definiert, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas eine chemische Zusammensetzung aus Kalk-Natron-Silicat-Glas aufweist und mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Stützen eines Abstehgefäßes (12), das die Abstehwanne und einen an der Abstehwanne angebrachten Ausguss (72) beinhaltet, und der Tauchverbrennungsschmelzwanne, so dass die das Abstehgefäß und die Tauchverbrennungsschmelzwanne in Reaktion auf das Schwappen einer Glasschmelze (16) in der Tauchverbrennungsschmelzwanne im Gleichklang schwingen und vibrieren; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases; Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) aus dem Ausguss und Einführen des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in einer Glasläuterwanne (132) stromabwärts der Abstehwanne befindet; und Verarbeiten des Glasschmelzenflusses zu einem Glasartikel.
Glasartikel nach Anspruch 42, wobei das Verfahren ferner umfasst: Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases zu einem Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) des an die Abstehwanne angefügten Ausgusses befindet, wobei der Ausguss eine Blende (100) aufweist, durch die der Ausguss geschmolzenes Glas abgibt.
Glasartikel nach Anspruch 43, ferner umfassend: Steuern der Hin- und Herbewegung eines hin- und hergehenden Kolbens (104), der zu einer Öffnung (118) der Blende ausgerichtet ist, um eine Durchflussrate von geschmolzenem Glas aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch die in der Blende definierte Öffnung zu steuern, um dadurch den Glasschmelzenfluss (22) aus dem Ausguss mit einer kontrollierten Durchflussrate abzugeben.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 42 bis 44, wobei das Verfahren ferner umfasst: Fließenlassen des geschmolzenen Glasbades zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne und Erzeugen von geläutertem geschmolzenen Glas (146), das aus der Glasläuterwanne austritt, wobei das geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte besitzt, die größer ist als eine Dichte des nicht geläuterten geschmolzenen Glases, das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird.
Glasartikel nach Anspruch 45, wobei das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegebene nicht geläuterte geschmolzene Glas zwischen 30 Vol.-% und 60 Vol.-% an mitgerissenen Gasblasen enthält und eine Dichte im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ aufweist, und wobei das aus der Glasläuterwanne austretende geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte im Bereich von 2,3 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ aufweist.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 42 bis 46, wobei das Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases das Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92) umfasst, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer die Abstehkammer begrenzenden Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 42 bis 47, wobei es sich bei dem Glasartikel um einen Glasbehälter handelt, und wobei der Schritt der Verarbeitung des Glasschmelzenflusses ferner umfasst Läutern des Glasschmelzbades innerhalb der Glasläuterwanne durch Entfernen von mitgerissenen Gasblasen aus dem Glasschmelzbad; thermisches Konditionieren des geschmolzenen Glases, das aus der Glasläuterwanne austritt, um ein konditioniertes geschmolzenes Glas zu erhalten; und Abgeben eines Tropfens des konditionierten geschmolzenen Glases in eine Glasbehälterformmaschine und Formen des Glasbehälters aus dem konditionierten geschmolzenen Glas.
Anlage zum Herstellen von Glas, umfassend: eine Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) mit einer Einhausung (26), die eine innere Reaktionskammer (34) begrenzt, einem Gemengeeinlass (46) für das Einführen eines zu Glas einemschmelzbaren Gemenges (14) in die innere Reaktionskammer, und einem Glasschmelzenauslass (48) zum Abgeben von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) aus der inneren Reaktionskammer, wobei die Tauchverbrennungsschmelzwanne ferner einen oder mehrere Tauchbrenner (62) umfasst; ein Abstehgefäß (12), das eine Abstehwanne (70) und einen Ausguss (72) beinhaltet, wobei die Abstehwanne mechanisch an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebracht ist und eine Einhausung (74) aufweist, die eine Abstehkammer (82) und einen Einlass (86) begrenzt, und wobei der Ausguss an der Abstehwanne angebracht ist; und eine Leitung, die mit dem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Einlass der Abstehwanne verbunden ist und einen Strömungsweg zwischen diesen definiert, wobei das Abstehgefäß so ausgebildet ist, dass es das nicht geläuterte geschmolzene Glas, das von der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch die Leitung abgegeben wird, gemäß einer schwankenden Strömungsrate aufnimmt und einen Glasschmelzenfluss aus dem Ausguss mit einer kontrollierten Durchflussrate abgibt.
Anlage nach Anspruch 49, wobei der Ausguss ein Ausgussbecken (98) und eine Blende (100) aufweist, die mindestens eine Öffnung (118) zum Abgeben des Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss begrenzt.
Anlage nach Anspruch 50, wobei der Ausguss auch mindestens einen hin- und hergehenden Kolben (104) aufweist, der zu der mindestens einen Öffnung der Blende ausgerichtet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 49 bis 51, wobei das Volumen des geschmolzenen Glases, das sich in der Abstehkammer befindet, kleiner ist als das Volumen geschmolzenen Glases, das sich in der inneren Reaktionskammer befindet.
Anlage nach einem der Ansprüche 49 bis 52, wobei die Abstehwanne einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90) beinhaltet, die ausgelegt sind, Verbrennungsprodukte (92) in die Abstehkammer abzugeben.
Anlage nach Anspruch 53, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von nicht eingetauchten Brennern (90a) beinhalten, die in einer aufrechten Wand (80) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach Anspruch 53, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Mehrzahl von Dachbrennern (90b) beinhalten, die in einem Dach (78) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 49 bis 55, wobei der eine oder die mehreren Tauchbrenner in einem Boden (30) der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne montiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 49 bis 56, wobei die Einhausung der Abstehwanne aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 49 bis 57, wobei ein Durchlass (20) die Tauchverbrennungsschmelzwanne und die Abstehwanne miteinander verbindet, um den Strömungsweg zwischen dem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Einlass der Abstehwanne zu bilden.
Anlage nach Anspruch 58, wobei ein erster Abschnitt (126) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne aus erstreckt, Teil einer flüssigkeitsgekühlten Platte (36) der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne ist, und wobei ein zweiter Abschnitt (128) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Abstehwanne aus erstreckt, aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Anlage zum Herstellen von Glas, umfassend: eine Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) mit einer Einhausung (26), die eine innere Reaktionskammer (34) begrenzt, einem Gemengeeinlass (46) für das Einführen eines zu einem Glas schmelzbaren Gemenges (14) in die innere Reaktionskammer, und einem Glasschmelzenauslass (48) zum Abgeben von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) aus der inneren Reaktionskammer, wobei die Tauchverbrennungsschmelzwanne ferner einen oder mehrere Tauchbrenner (62) umfasst; ein Abstehgefäß (12), das eine Abstehwanne (70) und einen Ausguss (72) beinhaltet, wobei die Abstehwanne mechanisch an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebracht ist und eine Einhausung (74) aufweist, die eine Abstehkammer (82) und einen Einlass (86) begrenzt, und wobei der Ausguss an der Abstehwanne angebracht ist; und eine Leitung, die mit dem Glasschmelzenauslass s der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Einlass der Abstehwanne verbunden ist und einen Strömungsweg (124) zwischen dem geschmolzenen Glas und dem Einlass der Wanne bildet, wobei das Abstehgefäß und die Tauchverbrennungsschmelzwanne so gelagert sind, dass sie in Reaktion auf das Schwappen einer Glasschmelze (16) in der Tauchverbrennungsschmelzwanne im Gleichklang schwingen und vibrieren.
Anlage nach Anspruch 60, wobei die Abstehwanne ferner einen Auslass (88) definiert, und wobei der Ausguss so an der Abstehwanne angebracht ist, dass er den Auslass der Abstehwanne bedeckt, wobei der Ausguss ein Ausgussbecken (98) und eine Blende (100) aufweist, die mindestens eine Öffnung (118) zum Abgeben eines Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss definiert.
Anlage nach Anspruch 61, wobei der Ausguss auch mindestens einen hin- und hergehenden Kolben (104) aufweist, der zu der mindestens einen Öffnung der Blende ausgerichtet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 60 bis 62, wobei das Volumen des sich in der Abstehkammer befindenden geschmolzenen Glases kleiner ist als das Volumen der sich in der inneren Reaktionskammer befindenden Glasschmelze.
Anlage nach einem der Ansprüche 60 bis 63, bei dem das Abstehgefäß auf einem Rahmen gelagert ist, der sowohl der Tauchverbrennungsschmelzwanne als auch dem Abstehgefäß gemeinsam ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 60 bis 64, wobei die Abstehwanne einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90) enthält, die ausgelegt sind, Verbrennungsprodukte (92) in die Abstehkammer abzugeben.
Anlage nach Anspruch 65, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Vielzahl von nicht eingetauchten Brennern (90a) beinhalten, die in einer aufrechten Wand (80) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach Anspruch 65, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Mehrzahl von Dachbrennern (90b) beinhalten, die in einem Dach (78) der Einhausung der Abstehwanne montiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 60 bis 67, wobei die Einhausung der Abstehwanne aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 60 bis 68, wobei ein Durchlass (20) die Tauchverbrennungsschmelzwanne und die Abstehwanne miteinander verbindet, um den Strömungsweg zwischen dem Glasschmelzenauslass der Tauchverbrennungsschmelzwanne und dem Einlass der Abstehwanne zu bilden.
Anlage nach Anspruch 69, wobei ein erster Abschnitt (126) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne aus erstreckt, Teil einer flüssigkeitsgekühlten Platte (36) der Einhausung der Tauchverbrennungsschmelzwanne ist, und wobei ein zweiter Abschnitt (128) des Durchlasses, der sich von der Einhausung der Abstehwanne aus erstreckt, aus einem Feuerfestmaterial gebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist.
Glasbehälter, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Einführen von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18), das aus einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) abgegeben wird, in eine Abstehkammer (82) einer stromabwärts gelegenen Abstehwanne (70) durch eine Leitung, die mit einem Strömungsweg (124) verbunden ist und diesen zwischen einem Glasschmelzenauslass (48) der Tauchverbrennungsschmelzwanne und einem Einlass (86) der Abstehwanne bildet, mit einer schwankenden Durchflussrate, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas eine chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases aufweist und mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92), die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind, die die Abstehkammer begrenzt; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines an die Abstehwanne angefügten Ausgusses (72) befindet, wobei der Ausguss einen Glasschmelzenfluss (22) mit einer kontrollierten Durchflussrate abgibt; Einführen des Glasschmelzenflusses mit einer kontrollierten Durchflussrate in ein Glasschmelzbad (138), das sich in einer Glasläuterwanne (132) stromabwärts der Abstehwanne befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geläutertes geschmolzenes Glas (146) erzeugt, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt, wobei das geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte aufweist, die größer ist als die Dichte des nicht geläuterten geschmolzenen Glases, das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird; und Formen eines Glasbehälters aus dem geläuterten geschmolzenen Glas.
Glasbehälter nach Anspruch 71, ferner umfassend das Hin- und Herbewegen mindestens eines hin- und hergehenden Kolbens (104), der zu einer Öffnung (118) einer Blende (100) des Ausgusses ausgerichtet ist, um dadurch das geschmolzene Glas aus dem Ausguss mit einer kontrollierten Durchflussrate abzugeben.
Glasbehälter nach einem der Ansprüche 71 bis 72, wobei der Schritt des Formens des Glasbehälters ferner umfasst: thermisches Konditionieren des geläuterten geschmolzenen Glases, das aus der Läuterwanne austritt, um ein geläutertes geschmolzenes Glas zu erhalten; und Abgeben eines Tropfens des konditionierten geschmolzenen Glases in eine Glasbehälterformmaschine und Formen des Glasbehälters aus dem konditionierten geschmolzenen Glas.
Glasbehälter, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Abgeben von Verbrennungsprodukten (68) von einem oder mehreren Tauchbrennern (62) direkt in eine Glasschmelze (16), die sich in einer inneren Reaktionskammer (34) einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) befindet, wobei die von dem einen oder den mehreren Tauchbrennern abgegebenen Verbrennungsprodukte die Glasschmelze umrühren; Entnehmen von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) aus der Glasschmelze und Abgeben des nicht geläuterten geschmolzenen Glases aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne durch einen Glasschmelzenauslass (48); Einführen des nicht geläuterten geschmolzenen Glases in eine Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70), die mechanisch an der Tauchverbrennungsschmelzwanne angebracht ist und in stromabwärtiger Fluidverbindung mit dieser steht, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehkammer befindet; Stützen eines Abstehgefäßes (12), das die Abstehwanne und einen an der Abstehwanne angebrachten Ausguss (72) umfasst, und der Tauchverbrennungsschmelzwanne, so dass das Abstehgefäß und die Tauchverbrennungsschmelzwanne in Reaktion auf das Schwappen der Glasschmelze im Gleichklang schwingen und vibrieren; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases mit Verbrennungsprodukten (92), die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden, die in einer die Abstehkammer begrenzenden Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) des an die Abstehwanne angefügten Ausgusses befindet; Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) (22) aus dem Ausguss aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases mit einer kontrollierten Durchflussrate an eine stromabwärtige Glasläuterwanne (132); Einleiten des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in der Glasläuterwanne befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geschmolzenes Glas erzeugt, das aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne mit einer Dichte austritt, die größer ist als die des nicht geläuterten geschmolzenen Glases, das aus der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird; und Formen eines Glasbehälters aus dem geschmolzenen Glas, das aus der Glasläuterwanne austritt.
Glasbehälter nach Anspruch 74, wobei das Abstehgefäß auf einem Rahmen getragen wird, der sowohl der Tauchverbrennungsschmelzwanne als auch dem Abstehgefäß gemeinsam ist.
Glasbehälter nach einem der Ansprüche 74 bis 75, wobei der Schritt des Formens des Glasbehälters ferner umfasst: thermisches Konditionieren des geschmolzenen Glases, das aus der Glasläuterwanne austritt, um ein konditioniertes geschmolzenes Glas zu erhalten; und Abgeben eines Tropfens des konditionierten geschmolzenen Glases in eine Glasbehälterformmaschine und Formen des Glasbehälters aus dem konditionierten geschmolzenen Glas.
Glasartikel, hergestellt in einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte: Aufnehmen von nicht geläutertem geschmolzenen Glas (18) in einer Abstehkammer (82) einer Abstehwanne (70) mit einer schwankenden Durchflussrate, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas mit einem Zwischenbad (84) geschmolzenen Glases verschmilzt, das sich in der Abstehkammer der Abstehwanne befindet; Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases; Fließenlassen von geschmolzenem Glas aus dem Zwischenbad geschmolzenen Glases in ein Überführungsbad (114) geschmolzenen Glases, das sich in einer Ausgusskammer (112) eines an die Abstehwanne angefügten Ausgusses (72) befindet; und Abgeben eines Glasschmelzenfluss (22) aus dem Ausguss aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases mit einer kontrollierten Durchflussrate; und Verarbeiten des geschmolzenen Glases zu einem Glasartikel.
Glasartikel nach Anspruch 77, wobei der Schritt des Erhitzens des Zwischenbades geschmolzenen Glases das Erhitzen des Zwischenbades geschmolzenen Glases Glas mit Verbrennungsprodukten (92) umfasst, die von einem oder mehreren nicht eingetauchten Brennern (90) abgegeben werden.
Glasartikel nach Anspruch 78, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner eine Mehrzahl von Brennern (90a) beinhaltet, die in einer aufrechten Wand (80) einer Einhausung (74) der Abstehwanne montiert sind, und wobei die von der Mehrzahl von Brennern abgegebenen Verbrennungsprodukte darauf ausgelegt sind, direkt auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases aufzutreffen.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 78, wobei der eine oder die mehreren nicht eingetauchten Brenner mindestens einen Dachbrenner (90b) beinhalten, der in einem Dach (78) einer Einhausung (74) der Abstehwanne montiert ist, und wobei die von dem mindestens einen Dachbrenner abgegebenen Verbrennungsprodukte darauf ausgelegt sind, direkt auf das Zwischenbad geschmolzenen Glases aufzutreffen.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 77 bis 80, wobei das Volumen des sich in der Abstehkammer befindenden Zwischenbades geschmolzenen Glases kleiner ist als das Volumen einer sich in einer inneren Reaktionskammer (34) einer Tauchverbrennungsschmelzwanne (10) befindenden Glasschmelze (16), die das nicht geläuterte geschmolzene Glas an die Abstehkammer liefert.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 77 bis 81, wobei der Schritt des Abgebens des Glasschmelzenflusses aus dem Ausguss mit kontrollierter Durchflussrate das Steuern einer Durchflussrate geschmolzenen Glases aus dem Überführungsbad geschmolzenen Glases durch eine Öffnung (118) einer Blende (100) des Ausgusses durch Steuern der Hin- und Herbewegung eines hin- und hergehenden Kolbens (104), der zu der Öffnung der Blende ausgerichtet ist, umfasst.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 77 bis 82, wobei das Verfahren ferner umfasst: Einführen des Glasschmelzenflusses in ein Glasschmelzbad (138), das sich in einer Glasläuterwanne (132) befindet, wobei das Glasschmelzbad zu einer Auslassöffnung (142) der Glasläuterwanne fließt und geläutertes geschmolzenes Glas (146) erzeugt, wobei das geläuterte geschmolzene Glas eine Dichte besitzt, die größer ist als die Dichte des nicht geläuterten geschmolzenen Glases, das von der Tauchverbrennungsschmelzwanne abgegeben wird.
Glasartikel nach Anspruch 83, wobei es sich bei dem Glasartikel um einen Glasbehälter handelt, und wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: thermisches Konditionieren des geläuterten geschmolzenen Glases, um ein konditioniertes geschmolzenes Glas zu erhalten; und Abgeben eines Tropfens des konditionierten geschmolzenen Glases in eine Glasbehälterformmaschine und Formen des Glasbehälters aus dem konditionierten geschmolzenen Glas.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 83 bis 84, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas zwischen 30 Vol.-% und 60 Vol.-% mitgerissene Gasblasen enthält und eine Dichte im Bereich von 0,75 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ besitzt, und wobei das geläuterte geschmolzene Glas, das in der Glasläuterwanne hergestellt wird und aus der Auslassöffnung der Glasläuterwanne austritt, eine Dichte im Bereich von 2,3 g/cm³ bis 2,5 g/cm³ besitzt.
Glasartikel nach einem der Ansprüche 77 bis 85, wobei das nicht geläuterte geschmolzene Glas eine chemische Zusammensetzung eines Kalk-Natron-Silicat-Glases umfassend 60 bis 80 Gew.-% SiO₂, 8 bis 18 Gew.-% Na₂O und 5 bis 15 Gew.-% CaO aufweist.
Anlage zum Herstellung von Glas, umfassend: ein Abstehgefäß (12), das eine Abstehwanne (70) und einen Ausguss (72) beinhaltet, wobei die Abstehwanne eine Einhausung (74) aufweist, die aus einem Feuerfestmaterial ausgebildet ist, das nicht flüssigkeitsgekühlt ist und eine Abstehkammer (82) und einen Einlass (86) definiert, sowie über einen oder mehrere nicht eingetauchte Brenner (90), die ausgelegt sind, die Verbrennungsprodukte in die Abstehkammer abzugeben, wobei der Ausguss an der Abstehwanne angebracht ist, der Ausguss eine Blende (100) aufweist, die mindestens eine Öffnung (118) zum Abgeben eines Glasschmelzenflusses (22) aus dem Ausguss definiert, wobei das Abstehgefäß so ausgebildet ist, dass es nicht geläutertes geschmolzenes Glas (18) durch den Einlass mit einer schwankenden Durchflussrate aufnimmt, und der Ausguss so ausgebildet ist, dass er den Glasschmelzenfluss mit einer kontrollierten Durchflussrate aus dem Ausguss abgibt.