DE2023840A1

DE2023840A1 - Verfahren zum Schmelzen von Glasmassen. Aran: SkAarny Bohemia, N.P., Podebrady (Tschechoslowakei)

Info

Publication number: DE2023840A1
Application number: DE19702023840
Authority: DE
Inventors: Karel Dipl.-Ing.; Vacek Milan Dipl.-Ing.; Severa Karel; Podebrady Pesek (Tschechoslowakei)
Priority date: 1969-05-28
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1970-12-03
Also published as: YU33260B; FR2043726B1; GB1314412A; BE750878A; RO61505A; HU163437B; DE2023840B2; YU135870A; FR2043726A1; CA919429A

Description

sue. C-becLued (JCacsieeit O Π Ο Ί ß / ΓΪ"

PATENTANWALT A U/1 O O 4 U

14. Mai 1970 Anw.-Akte: 75.225

PATENTANMELDUNG

Anmelder; Sklörny Bohemia, narodni podnik, Podebrady, C.S₀S.R. " Verfahren zum Schmelzen von Glasmasen "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Glasmassen, die zur Handverarbeitung bestimmt sind, insbesondere von wärmeunstabilen Glasmassen wie z. B. von Bleiglasmassen_o Dabei wird die Charge geschmolzen und geläutert, das eingeschmolzene Glas durch einen Durchfluß in einen Arbeitsraum geleitet und vor der Glasentnahme homogenisiert. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Ofen zur Durchführung des Verfahrens.

Neben dem diskontinuierlichen Schmelzen in Hafenöfen oder Tageswannen und dem Elektroschmelzen sind kontinuierliche Verfahren zum Schmelzen von zur Handverarbeitung bestimmte Glasmassen bekannt. Die technologisch anspruchsvollste ist die Schmelze wärmeunstabiler Glasmassen, die Fluor-, Bor- oder Bleiverbindungen enthalten. Diese flüchtigen Verbindungen entweichen teilweise während der Schmelze und Verarbeitung und bilden auf der Oberfläche des Glases in allen Teilen des Ofens eine dünne heterogene Schicht, die um diese verflüchtigten Komponente ärmer ist, und die infolge des Verflüchtigens eine andere Zusammensetzung aufweist. Wenn bei der Verarbeitung des Glases die heterogene Oberflächenschicht zusammen mit

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der unteren Schicht gleichzeitig begonnen wird, vermischen sich die beiden Schichten nicht mehr vollkommen und es entstehen in den fertigen Erzeugnissen optische Fehler, hauptsächlich Schlieren. Diese Fehler entstehen auch, wenn die heterogene Schicht aus dem Schmelzraum des Ofens durch den Durchfluß in größerem Maße in den Arbeitsraum gelangt.

Nach einem bekannten Verfahren verhindert man diese Nachteile dadurch, daß die heterogene Oberflächenschicht über Wehre und Überfälle aus dem Ofen abgeleitet wird. Nach einem anderen Verfahren wird diese Schicht abgezogen und in den Schmelzraum zurückgeleitet. Die Beseitigung der Oberflächenschicht der Glasmasse und die Zurückführung in den Schmelzprozeß ist sehr schwierig, technisch anspruchsvoll und deshalb unökonomisch.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Oberfläche der Glasmasse in dem Arbeitsraum der Wannen teilweise oder völlig mit Platten aus einem feuerfesten Material abgedeckt wird, die das Verflüchtigen der wärmeunstabilen Komponente in die Atmosphäre des Ofens und dadurch die Bildung der heterogenen Schicht verhindern sollen. Das feuerfeste Material der Platten muß sehr hochwertig sein, damit es die Glasmasse nicht verunreinigt. Es ist deshalb sehr teuer und die Einfuhrung in den Ofen sowie ihre.Instandhaltung erfordert, schwierige Manipulationen. Dadurch wird außerdem das Mitnehmen der, heterogenen Schicht aus dem Schmelzraum in den Arbeitsraum nicht verhindert. Außerdem eignet sich dieses Verfahren auch nicht für die Handentnahme und Verarbeitung, weil sich die Glasentnahme unter dem Glasspiegel, hauptsächlich, durch den Boden immer mehr durchsetzt.

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Schließlich ist ein Verfahren bekannt, die Glasmasse in dem Arbeitsraum der Wanne mittels Mischern mechanisch zu homogenisieren. Aber auch beim Mischen können infolge einer starken Strömung an die Stelle der Glasentnahme Schichten ungleicher Zusammensetzung fließen und es kommt dadurch zu Fehlern in den Erzeugnissen.

Bei Schmelzöfen sind neben den Hafenöfen und Elektroofen kontinuierliche Wannenöfen bekannt, die durch Gas- oder Ölbrenner beheizt werden. Es sind weiterhin kleine Glasschmelzöfen mit einem hohen Verhältnis der Länge zur Breite bekannt. Diese Öfen, unter der Bezeichnung "Unitmelter" bekannt, weisen neben dem Verhältnis der Länge zur Breite 4:1 bis 7 : 1 die weiteren charakteristischen Merkmale auf, daß in der ersten Hälfte der Länge die .Glasmasse geschmolzen wird und in der zweiten Hälfte geläutert wird. Zwischen dem Läuterungsraum und dem Raum des Abstehenlassens des abgeschmolzenen Glases, der selbständig geheizt wird, befindet sich unter dem Spiegel ein enger getauchter Durchfluß. Die Öfen weisen keine Mittel zur Ausnutzung der Wärme der Verbrennungserzeugnisse auf, die durch den Kanal beim Einlegeraum entzogen werden. Ein Vorteil dieser öfen besteht in der schnellen Strömung der Glasmasse und dadurch in der Möglichkeit, die Sorte oder die Farben der Glasmasse in wesentlich kürzerer Zeit als bei den klassischen Wannenöfen zu ändern. Ein Nachteil besteht in einem höheren Wärmeverbrauch, der durch die niedrigeren Beschaffungskosten ausgewogen wird. In diesen öfen werden vor allem Glasmassen zur Erzeugung gewöhnlichen Verpackungsglases geschmolzen. Zum Schmelzen'von Glasmassen, die zur Handverarbeitung bestimmt sind, sind sie nicht geeignet. Es sind auch Modifikationen dieser öfen mit Anwendung der Rekuperation, des elektrischen Erhitzens, Bubblings u.a. bekannt, durch weiche

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der Anwendungsbereich zwar verbreitert wird, aber nicht einmal in diesen öfen hochwertige Glassorten zur Handverarbeitung und insbesondere keine wärmeunstabilen Glasmassen geschmolzen v/erden.

Es sind auch kontinuierliche Schmelzöfen des klassischen Typs, d. h. Regenerativ- oder Rekuperationswannen mit einem Durchfluß und einem Rund- oder Halbrundarbeitsraum mit einer Reihe von Arbeitsöffnungen bekannt. In dem Arbeitsraum sind Propellermischer untergebracht, die die Glasmasse systematisch homogenisieren.

Zum Maximum des Flüchtigen der unstabilen Komponente kommt es vor allem im Schmelzraum, und zwar am meisten an den Orten, wo die Schmelzmasse geläutert wird. Die Konvektionsströme zusammen mit den Strömen, die durch Mischen hervorgerufen werden, nehmen die heterogene verflüchtigte Schicht in den Durchfluß und in den Arbeitsraum mit, ύο daß es auch beim Mischen nicht möglich ist, insbesondere bei einer schwankenden Glasentnahme, die Inhomogenitäten und dadurch die verschlechterte Qualität der Erzeugnisse zu verhindern.

In den Glaswannen werden verschiedene Durchflüsse benützt, die einzelne Teile des Ofens, insbesondere den Schmelzrauii mit dem Rauß des Abstehenlassens des geschmolzenen Glases oder mit dem Arbeitsraum, ggfls. auch die Durchflüsse in den Federkanälen verbinden. Die Form und Unterbringung der Durchflüsse unterscheidet sich nach den Ofenarten, da der Boden bei dem Durchfluß oft auf verschiedene Art angeordnet ist» Häufig sind die Durchflüsse mit Zusatzelementen wie Elektroden, Bubbling und ähnlichen Einrichtungen ausgestattet.

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Es ist auch die Benutzung von verschiedenen schwimmenden Brücken bekannt, deren Zweck es ist, eventuelle Unreinigkeiten auf der Oberfläche oder den Zufluß von Teilen des nicht vollkommen geschmolzenen Gemenge nach dem Arbeitsraum des Ofens zu verhindern, dem Wärmegefälle durch die eigene Kuhlwirkung zu helfen oder die Homogenisation durch Tauchen der Oberflächenströme der Glasmasse oder durch Beeinflussen der Strömung zu intensivieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Vorrichtung weitgehend auszuschalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückströmung aus dem Arbeitsraum in den Schmelzraum wesentlich beschränkt und vor dem getauchten Durchfluß auf der Oberfläche des Glases eine Ruheschicht gebildet wird. Dieses wird in dem Ofen nach der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Kombination der bekannten Elemente, d. h. der langen und engen Öfen, eines geeigneten angeordneten Durchflusses und eines Ringarbeitsraumes mit einem Glasmischer, eventuell einer schwimmenden Brücke vorgesehen wird. Durch die gegenseitige Beeinflussung der Bauelemente werden neue und höhere Effekte erreicht, die es ermöglichen, kontinuierlich hochwertige Glas- J

massen zu schmelzen, die zur Handverarbeitung bestimmt sind. Da von diesen Glasmassen beim Schmelzen und bei der Verarbeitung die technologisch anspruchsvollsten die Glasmassen sind, welche die flüchtigen Komponenten wie Fluor-, Bor-, oder Bleiverbindungen enthalten, geht der erfindungsgemäße Ofen vor allem von den Bedingungen aus, die diese Glasmassen erfordern. Es liegt auf der Hand, daß, wenn diese öfen den anspruchsvollen Bedingungen für diese Glasmassen entsprechen, dieser Ofentyp auch zum Schmelzen und zur Verarbeitung

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verhältnismäßig weniger anspruchsvoller Glasmassen brauchbar ist, die zur Handverarbeitung z, B. der Natriumkalikristalle und der farbigen Glassorten bestimmt sind. Der erfindungsgemäße Ofen ist lang und eng, gas- oder ölbefeuert, besteht aus einem Schmelz» raum, der durch einen getauchten Durchfluß mit mindestens einem einem Arbeitsraum von Ringform mit einem Mischer verbunden ist, wobei der getauchte Durchfluß eine Höhe hat, die 1/7 bis 1/3 der gesamten Höhe der Glasmasse im Ofen beträgt» In ©inigen Fällefe ist es gUnstig, auf dem Spiegel des Schmelzraumes vor dem Durchfluß eine schwimmende BrUcke anzubringen, die die Spiegelfläche der Glasmasse auf der ganzen Breite in einer Entfernung von mindestens 1/10 der ganzen Länge des Schmelzraumes des Ofens, aber höchstens bis zum Niveau des Wendepunktes bedeckte Es ist mit Vorteil möglich, den Boden des Ofens im Bereich des syphonartigen Durchflusses stufenweise entweder einseitig ©der beidseitig zu erniedrigen»

Die Oberflächenruheschicht, die bis in das Stadium der Kristallisation reichen kann, und die durch die wesentliche Beschränkung der RUckströmung aus dem Arbeitsteil in den Schmelzteil gebildet wird, beschränkt im wesentlichen die Bildung von Inhomogenitäten in dem ganzen Volumen der abgeschniolzenen Glosmasse» Wenn die Ruheschicht aus der verflüchtigten Glasmasse besteht, bildet sie gleichzeitig eine Schutzschicht, die im Vergleich zu den klassischen Typen der Wannen die Gesamtmenge der verflüchtigten Stoffe und dadurch auch deren Verbrauch in der Beschickung erniedrigt, was sich ökonomisch insbesonder bei den Bleiglassorten zeigte Die verflüchtigte Ruheschicht geht nur langsam in die Grundglasmasse Über so,

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daß sie in der Grundglasmasse zerfließt. Durch Mischen wird erfindungsgemäß die durch den·Durchfluß strömende Glasmasse genügend homogenisiert, so daß die Glasmasse an den Ort der Glasentnahme in hervorragender Qualität kommt. Die Konstruktion der öfen ist einfach und dadurch auch wirtschaftlich. Auch die Bedienung des Ofens und seine Instandhaltung sind unkompliziert und praktisch.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung

schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschriebene ä

Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch den Ofen im Aufsicht und

Figur 2 einen Schnitt durch den Ofen entlang der Linie A-A der Figur 1 im Grundriß.

Der Ofen 1 besteht aus einem Boden 2, einer rückwärtigen Stirnwand 4, Seitenwänden 5, 6 und einem Gewölbe 7. An der vorderen Stirnwand 3 befindet sich ein Einlegeraum 8, in den Seitenwänden 5, 6 Brenner 9. In der Nähe des Einlegeraumes 8 sind Abzugs- f

kanäle der Verbrennungsprodukte 10 angeordnet. Der Schmelzraum 11 des Ofens 1, in dem das Schmelzen und Läutern vor sich geht, ist mittels des unter der Oberfläche angebrachten Durchflusses 12 mit einem Ringarbeitsraum 13 verbunden, in dem sich ein Propellermischer 14 befindete Im Gebiet des Durchflusses 12 bildet der Boden 2 eine beidseitige Stufe 15. Es ist auch eine Ausfuhrung ohne Stufe 15 möglich, oder mit einer anderen Form der Stufe 15. In den Zeichnungen ist ein Ringarbeitsraum 13 dargestellt, es ist

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jedoch auch eine Ausfuhrung mit mehr als einem Ringarbeitsraum 13 möglich. Die Höhe des Durchflusses soll etwa 1/7 bis 1/3 der Gesamthöhe der Glasmasse im Ofen 1 sein, damit die Rückströmung aus dem Arbeitsraum 13 in den Schmelzraum 11 wesentlich beschränkt wird. Es ist möglich, vor dem getauchten Durchfluß 12 auf der Spiegelfläche der Glasmasse auf der ganzen Breite eine schwimmende BrUcke 16 oder ein System von schwimmenden BrUcken unterzubringen. Die schwimmende BrUcke 16 ist insbesondere beim Schmelzen der Borglassorten vorteilhaft. Der niedrige Durchfluß 12 bildet auf der Spiegelfläche der Glasmasse in dem Schmelzraum 11 eine schützende Ruheoberflächenschicht 17 aus„ Die schwimmende Brücke 16 verschiebt die Ruheschicht 17 in der Richtung vom Durchfluß in den Schmelzraum 11. Die schwimmende BrUcke soll mindestens bis in eine Entfernung von 1/10 der Gesamtlänge des Schmelzraumes 11 des Ofens 1, doch höchstens zum Niveau des Wendepunktes reichen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE ϊ

1./ Verfahren zur kontinuierlichen Schmelze von zur Handverarbeitung bestimmten Glasmassen, insbesondere von wärmeunstabilen Glasmassen z. B₀ Bleiglasmassen, bei dem die Beschickung geschmolzen, geläutert, die eingeschmolzene Glasmasse durch einen Durchfluß in den Arbeitsraum geführt und vor der Glasentnahme mechanisch homogenisiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückströmung aus dem Arbeitsraum in J den Schmelzraum wesentlich beschränkt wird und vor einem unter der Oberfläche liegenden Durchfluß auf der Oberfläche dör Glasmasse eine Ruheschicht ausgebildet wird.

2. Ofen zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er lang und eng, mittels Gasoder Ölbrennern (9) beheizt ist und aus einem Schmelzraum (11) besteht, der durch den getauchten Durchfluß (12) mit mindestens einem Arbeitsraum (13) verbunden ist, wobei der Durchfluß (12) eine Höhe aufweist, die 1/7 bis 1/3 der Gesnmthöhe der Glasmasse in dem Ofen (1) beträgt. . ' "

c. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Durchfluß (12) auf dem Spiegel des Schmelzraumes (11) des Ofens (l) mindestens eine schwimmende Brücke (16) angebracht ist, die die Spiegelfläche der Glasmasse auf der ganzen Breite in einer Entfernung von mindestens 1/10 der Gesamtlänge des Schmelzraumes (11), jedoch höchstens bis zum Niveau des Wendepunktes bedeckt.

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4. Ofen nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) des Ofens (1) im Gebiet des Durchflusses (12) einen stufenförmigen Absatz (15) aufweista

5. Ofen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e -kennzeichnet, daß der stufenförmige Absatz (15) einseitig ist.

6. Ofen nach den Ansprüchen 2 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stufenförmige Absatz (15) beidseitig ist.

7. Ofen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (13) ringförmig ist.

8. Ofen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Arbeitsraum (13) ein Mischer (14) angebracht ist.

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ORIGINAL INSPECTED