DE2149865A1 - Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von grossformatigen,vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkoerpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten nach dem Schleuderprinzip - Google Patents

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Anmelder: VEB Kombinat Technisches Glas Ilmenau DDB- 63 Ilmena u/Bez. Suhl

Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten nach dem Schleuderprinzip.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten, wie beispielsweise porösen oder dichten Gläsern, Kieselglas, Schlacken, Gesteinsschmelzen, Vitro» keramen und Gläsern mit modifizierten Eigenschaften in der Oberflächenschicht, nach dem Schleuderprinzip, sowie Einrichtungen zu deren Durchführung«

Es ist bereits bekannt, weite Rohre durch kontinuierliches Schleudern herzustellen. Sin bekanntes Verfahren besteht darin, daß das die zur Verarbeitung erforderliche Viskosität aufweisende geschmolzene Glas in eine schräg geneigte, mit feuerfestem Material ausgekleidete Schleudertrommel geführt und aus dieser heraus mit Hilfe der Schwerkraft das geformte Rohr abgezogen wird. Ferner ist bereits bekannt, den auf Verarbeitungstemperatur gebrachten Glasfluß kontinuierlich in eine rotierende, mit feuerfeste» Material aus-* gekleidete Schleudertrommel zu leiten und unter Aufrechterhaltung hoher Temperaturen zu schleudern, anschließend in einer mit der Schleudertrommel synchron rotierenden Kalibrier düse bis zum Irstarren abzukühlen und dabei zu kalibrieren und das fertige Bohr kontinuierlich mittels einer

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synchron mit der Düse rotierenden Zieheinrichtung abzuziehen. Der Durchmesser der Schleudertrommelbohrung ist am Austrittsende größer als am Eintrittsende, so daß das durch die Zentrifugalkraft an die Innenwand der Schleudertrommel gedrückte Glas ein Gefälle nach dem Austrittsende erhält.

Darüberhinaus ist ein diskontinuierliches Schleuderverfahren bekannt, bei dem eine Silikatschmelze, z.B. Schlacke« in «ine rotierende Schleudertrommel aus Stahl geleitet, durch die Zentrifugalkraft zum Rohr geformt und nach dem Erstarren aus der Schleudertrommel entnommen wird·

* Es sind auch bereits elektrisch beheizte Zentrifugalöfen, vorzugsweise zum diskontinuierlichen Schmelzen und Formen von Kieselgut bekannt, bei denen das Schmelzen des in fester, körniger Form eingebrachten Schmelzgutes durch Wärmestrahlung eines im Innern des durch die Zentrifugalkraft rohrförmig im Gleichgewicht gehaltenen Schmelzgutes angeordneten und in Richtung der Rotationsachse entlanggeführten Lichtbogens oder Graphitwiderstandes erfolgt. Weiterhin sind Zentrifugalöfen auf dem gleichen Prinzip bekannt, die durch eine zusätzliche dichte Ummantelung das Schmelzen und Formen unter Vakuum, Druck und Schutzgas gestatten·

Die bekannten kontinuierlichen Schleuderverfahren zur f Glasrohrherstellung haben den Nachteil, daß das Glas während des Formung·- und Erstarrungsprozesses mit den festen inneren Wandungen de? Schleudertrommel bzw· der Kalibrierdüse in Berührung kommt und ein reibungsarmes Gleiten zwischen Glas und Formwerkzeug nicht erreicht wird« Bei Verwendung beliebiger fester Stoffe als Formwerkzeug führt das dazu, daß die Glasoberfläche des fertigen Rohres nicht mehr gleichmäßig feuerpoliert ist· Sa sind nur relativ lange Gläser zur Verarbeitung mit diesen Verfahren geeignet, und wegen der großen Haftung des Glasflusses am Feuerfestmaterial der Schleudertrommel sind große Zugkräfte zum Abziehen der Rohre erforderlich. Durch die lange Verweilzeit des Glases an der Grenzfläche Formwerkzeug-Glas

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ist eine erhöhte Kristallisationsgefahr gegeben, die insbesondere bei Verwendung keramischer Formwerkzeuge durch einen StoffÜbergang ins Glas bedingt ist. Durch die starke Korrosion des Feuerfestmaterials der Schleudertrommel wird die Laufzeit der Anlage herabgesetzt. Auch bei allen bisher bekannten Schleuderverfahren und Einrichtungen zur diskontinuierlichen Herstellung weiter rotationssymmetrischer Hohlkörper wird durch die Zentrifugalkraft das viskose Glas an die Wandung bzw. Auskleidung der Schleudertrommel oder eine Zwischenschicht aus ungeschmolzenem Ausgangsmaterial angepreßt. Dadurch wird eine Nachbehandlung durch Schleifen und Polieren zum Erzielen einer guten Ober» flächenqualität erforderlich.

Bei der Fertigung weiter, langer Bohrstücke nach dem bekannten Schleuderverfahren in metallischen, ungeteilten Formen ist infolge von unterschiedlicher Wärmedehnung und von auftretenden Klebeeffekten die Entnahme des Formlinge aus der Schleuderform mit großen technologischen Schwierigkeiten verbunden· Für hochschmelzende Gläser und Quarzgläser sind feste metallische Formen zum Schleudern wegen der hohen Verarbeitungstemperaturen nicht anwendbar.

Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten nach dem Schleuderprinzip zu schaffen, das die vorgenannten Mangel beseitigt und damit eine Fertigung von solchen Erzeugnissen mit hoher Qualität und hoher Produktivität bei geringer Störanfälligkeit der Anlage gestattet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren unter Anwendung des Schleuderprinzips für die Formung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotätionssymmetrischen Hohlkörpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten unter Verwendung von schmelzflüssigem und/oder ungeschmolzenem körniges Ausgangsmaterial zu finden, bei dem der direkte Kontakt zwischen festem Formwerkzeug und zu formendem Stoff vermieden und ein reibungsarmes Gleiten des zu formenden Stoffes auf der formenden Fläche erreicht wird, sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens bei annährend horizontaler oder vertikaler Rotationsachse zu entwickeln·

Erfindungsgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkörpern, vorzugsweise Bohren, aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten nach dem Schleuderprinzip gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf eine rotationssymmetrische Innenfläche mindestens einer rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht, bestehend-aus Metall- und/oder SaIz- und/oder Metalloxidschmelzen, geleitet, in Rotation verk setzt, auf eine für die Verformung notwendige Viskosität durch Erhitzen gebracht und/oder in diesem Zustand gehalten und dabei auf der/den rotierenden flüssigen Schicht/en schleudernd verformt und dem Einfluß von Temperatur, Druck, Rotation und/oder elektrischem Stromdurchfluß und/oder des Stoffaustausches mit der/den flüssigen Schicht(en) zeitlich unterzogen, unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und aus dem von der (den) flüssigen Schichteen) gebildeten Hohlraum herausgeführt wird.

Das Verfahren ist für die Verarbeitung sowohl eines bereits geschmolzenen, auf die für die Verformung erforder-

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liehe Viskosität gebrachten zu formenden Stoffes, als auch eines noch ungeschmolzenen Schüttgutes als Ausgangsmaterial für den zu formenden Stoff geeignet* Das ungeschmolzene Schüttgut, insbesondere Fritte schwer schmelzbarer Gläser, wird vorzugsweise durch innerhalb des infolge der Rotation in ihnen gebildeten Hohlraumes angeordnete Wärmequellen erhitzt, gegebenenfalls stoffumwandelnd geschmolzen und auf die für die Verformung erforderliche Viskosität unter 10'Poise gebracht. Durch die Rotation wird der Läuterprozeß des auf diese Weise geschmolzenen zu formenden Gutes unterstützt.

Bei entsprechender Zusammensetzung des ungeschmolzenen Schüttgutes und Durchführung eines geeigneten Temperprozesses kann in Verbindung mit der schleudernden Verformung ein Schäumen des zu formenden Stoffes erreicht und ein poröser Hohlkörper hergestellt werden.

Durch die Zentrifugalkraft, mit der die kontaktverhindernde rotierende ringförmige flüssige Schicht an die feste innere Wandung der Schleudereinrichtung angelegt wird und eine rotationssymmetrische Innenfläche ausbildet, kann der geschmolzene zu formende Stoff bzw· das ungeschmolzene Schüttgut ohne Klebeeffekte schleudernd verformt werden. Die ringförmige flüssige Schicht verhindert dabei mindestens in einer Zone der Schleudereinrichtung den direkten Kontakt zwischen zu formendem Stoff und der festen inneren Wandung und bewirkt ein praktisch reibungsfreies Gleiten des zu formenden Stoffes· Die Mengenregulierung der ringförmigen flüssigen Schicht bestimmt außerdem den Außendurchmesser des geschleuderten Erzeugnisses· Dabei muß das Material der ringförmigen flüssigen Schicht bei den Temperaturen noch im flüssigen Zustand vorliegen, bei denen der zu formende Stoff nicht mehr in unerwünschtem Maße deformiert und muß spezifisch schwerer als dieser sein. Es kann sowohl ein Metall, eine Metallegierung als auch ein Salz, Metalloxid oder ein Gemisch von Salzen und/oder Metalloxiden sein.

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Für die Verwirklichung des kontinuierlichen Schleuderns von Rohren bei kontinuierlicher Aufgabe des geschmolzenen zu formenden Stoffes oder des noch ungeschmolzenen Schüttgutes und dessen Erhitzen und Schmelzen ist es zum Zwecke der Herstellung der erforderlichen Viskosität des Stoffes, des Formens, gegebenenfalls des Lauterns oder Schäumens und der allmählichen Erstarrung des geformten Bohres erforderlich, daß die ringförmige flüssige Schicht und der zu verformende Stoff ein Temperaturgefälle in Abzugerich» tung längs der Rotationsachse aufweisen. Das wird durch zonenweise Kühlung, Wärmeisolatiön und Beheizung mit geeigneten Wärmequellen (z.B. Lichtbogen, Induktion, direkte und indirekte elektrische Widerstandsbeheizung, Verbrennungs-

" wärme oder eine Kombination dieser Erwärmungsarten) erreicht und geregelt, wobei Kühlungs- und Beheizungsmittel sowohl außerhalb als auch innerhalb des ringförmig ausgeschleuderten zu formenden Stoffes angeordnet werden können. Zur Ausbildung des Temperaturgefälles kann die ringförmige flüssige Schicht über die Länge der Rotationsachse verschieden dick gehalten und/oder durch ringförmige Dämme aus feuerfestem Material teilweise oder vollständig unterteilt werden, so daß einzelne ringförmige Zellen entstehen. Bei vollständiger Unterteilung ist es möglich, die einzelnen ringförmigen flüssigen Schichten aus verschiedenen Materialien auszubilden· Sie können auch einander direkt beruh« ren, wenn kein· störende Vermischung eintritt (z.B. direkter Kontakt Metallschmelze-Salzschmelze). Erfindungsgemäß dUEchläuft beim kontinuierlichen Verfahren der zu formende» Stoff längs der Rotationsachse das erforderliche Regime der Temperatur, der Zusammensetzung der ringförmigen flüssigen Schicht(en) und des elektrischen Stroadurchflusses und wird nach dem Abkühlen und Erstarren als rohrförmigen Hohlkörper kontinuierlich mittels einer Zieheinrichtung, die erforderlichenfalls ein synchrones Drehen des Hohlkörpers mit d«r/den rotierenden ringförmigen flüssigen SchicUt(ea) bewirkt, unter regelbares Vorschub aus dea von der/den

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flüssigen Schicht(en) gebildeten Hohlraum herausgezogen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren befinden sich die rotierenden flüssigen Schichten im direkten großflächigen Kontakt mit dem zu formenden Stoff. Die für die flüssigen Schichten verwendeten Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelzen sind bei Betriebstemperaturen durchweg gute elektrische Leiter, und deshalb ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung der rotierenden flüssigen Schicht die Anwendung der für ruhende Bäder aus solchen Stoffen bereits im Stand der Technik bekannten Effekte großflächiger flüssiger Elektroden für die Beheizung und für die physikalische und chemische gesteuerte Veränderung der Oberfläche des zu formenden Stoffes infolge gesteuerten Stromdurchganges durch diesen und Stoffaustausches zwischen ihm und dem Elektrodenmaterial während des Formungsprozesses von rohrförmigen Hohlkörpern. Der erforderliche Gleich- und/oder Wechselstromdurchfluß durch den ausgeschleuderten, geschmolzenen zu formenden Stoff wird erzeugt, indem an die a3s ringförmige Elektrode wirkende rotierende flüssige Schicht ein unterschiedliches elektrisches Potential inbezug auf eine im Innern des zu formenden Stoffes befindliche weitere flüssige Schicht und/oder mindestens eine mit dem geschmolzenen zu formenden Stoff vorzugsweise im Bereich der Stoffzuführung in Kontakt befindliche weitere Gegenelektrode angelegt wird. Die im Innern des zu formenden Stoffes angeordnete weitere flüssige Schicht besteht aus einer Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelze, die spezifisch leichter ist als der zu formende Stoff, und dient ebenfalls zur Formung der inneren Oberfläche des rohrförmigen Hohlkörpers.

Das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren kann sowohl bei annähernd horizontaler, vertikaler und geneigter Rotationsachse und Ziehrichtung ausgeführt werden·

Ein Verfahren mit annähernd horizontaler Rotationsachse ist dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Viskosität

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unter 10 'Poise gebrachte zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf die rotationssymmetrische Innenfläche einer um eine in Ziehrichtung unter regelbarem Neigungswinkel leicht nach oben geneigte Achse rotierenden Metallschmelze, vorzugsweise einer Zinnschmelze oder Schmelze einer Zinnlegierung, kontinuierlich, vorzugsweise tangential geleitet, durch Anhaften an der Eintrittsblende der rotierenden Schleudertrommel in Rotation versetzt, unter Erhöhung der Viskosität auf 1Cr bis 10 Poise schleudernd verformt und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich und rotierend als rohrfö'rmiger Hohlkörper von der Innenfläche der ringförmigen flüssigen Schicht abgezogen wird.

w Ein weiteres kontinuierliches Verfahren mit annähernd horizontaler Rotationsachse ist in Abänderung des vorstehend beschriebenen Verfahrens durch die kontinuierliche, vorzugsweise tangentiale Zugabe eines ungeschmolzenen Schüttgutes als Ausgangsmaterial für insbesondere einen schwer schmelzbaren zu formenden Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf die rotierende flüssige Schicht, dessen rohrförmiges Ausschleudern und anschließendes Erhitzen, Schmelzen und Läutern gekennzeichnet. Vorzugsweise erfolgt bei diesem Verfahren das Erhitzen des zu formenden Stoffes durch Wärmequellen, die innerhalb des von ihm beim Ausschleudern gebildeten Hohlraumes angeord-

t net sind. Für die Verformung muß das zu formende Gut im

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Erhitzungsprozeß auf eine Viskosität unter 10 Poise gebracht werden.

Die kontinuierlichen Verfahren mit annähernd horizontaler Rotationsachse können dahingehend abgewandelt werden, daß auf einen auf der Innenfläche der rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht schon schleudernd verformten Stoff mit glasartigem Erstarrungsverhalten innen mindestens ein weiterer zu formender Stoff anderer Zusammensetzung mit glasartigem Erstarrungsverhalten kontinuierlich durch mindestens eine entsprechend in Ziehrichtung weiter in die Schleudereinrichtung hineinragende Stoffzuführung im ge-

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schmolzenen Zustand oder als ungeschaolzenes Schüttgut aufgegeben, durch Anhaften an des schon schleudernd verformten Stoff ebenfalls in Rotation versetzt, alt diesen verschmolzen, schleudernd verformt, la Falle der Zugabe eines Schaumglasgemenges durch zonenweises Erhitzen und/oder Ausnutzen der Eigenwärme des zuerst aufgegebenen Stoffes geschäumt, danach 4er auf diese Weise aus mehreren Schichten gebildete rohrförmige Hohlkörper unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und kontinuierlich und rotierend von der Innenfläche der ringförmigen flüssigen Schicht abgezogen wird.

Das kontinuierliche Verfahren mit vertikaler Rotationsachse und Ziehrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Viskosität unter 10 ^Poise gebrachte zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur von unten vorzugsweise durch einen mit einem Schmelzaggregat verbundenen beheizten Stoffzufuhrungskanal auf die rotationssymmetrische Innenfläche einer um eine annähernd vertikale Achse rotierenden flüssigen Schicht kontinuierlich geleitet, in Rotation versetzt, schleudernd verformt, anschließend unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich und rotierend als rohrförmiger Hohlkörper vertikal nach oben von der Innenfläche der rotierenden flüssigen Schicht abgezogen wird·

Vorzugsweise bei vertikaler Ziehrichtung nach oben wird in Abänderung des vorstehend beschriebenen Verfahrens der zu formende Stoff beim Verlassen der rotierenden flüssigen Schicht im plastischen Zustand bei einer Viskosität unter 10 Poise gehalten und durch entsprechenden Vorschub der Zieheinrichtung verstreckt· Der erstarrte auf engeren Durchmesser ausgezogene rohrförmige Hohlkörper rotiert vorzugsweise bei diesem Verfahren nicht oder mit anderer Drehzahl als die rotierende(n) flüssige(n) Schichte en).

Selbstverständlich kann auch bei sämtlichen bisher geschriebenen vertikalen und horizontalen Schleuderveyfah-

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ren durch ein« Rotation des abgezogenen erstarrten rohrförmigen Hohlkörpers relativ zur Rotation der Schleudereinrichtung bzw. der flüssigen Schichteen) eine Verdrehung des viskosen zu formenden Stoffes innerhalb der Schleudereinrichtung und damit eine Homogenisierung desselben erzielt werden.

Die erfindungagemäßen kontinuierlichen Verfahren mit der Ziehrichtung vertikal oder geneigt nach oben eignen sich besonders zum Anbringen einer weiteren flüssigen Schicht im Innern des zu formendes Stoffes und damit zur direkten Beheizung und/oder Modifizierung der Oberfläche des zu formenden Stoffes durch Stoffaustausch mit den als Elek-. tr ode" η dienenden flüssigen Schichten infolge geregelten * elektrischen ftroadurchflusses. Selbstverständlich sind auch sei den Verfahren mit horizontaler Rotationsachse dl« außerhalb des zu formenden Stoffes befindlichen rotierenden flüssigen Schichten als Elektroden geeignet, vorzugsweise im Zusammenwirken mit Segenelektroden» die sich innerhalb der Stoffzuführung in Kontakt mit dem geschmolzenen zu formendes Stoff befinden·

Is wurde gefunden« daß es insbesondere für die Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern mit groSem Durchmesser, «·!· übe» 800 mm, und mit großer Vanddicke, s»B. übe» 30 mm, und für schwer schmelzbare zu formend« Stoffe-, z.l· Kieselglas und hochschmelzend« Gläser, vorteilhaft ist, w in Abänderung de* Verfahrens das zu formende Gut periodisch in regelbarer Henge in die Schleudertrommel einzugeben, auf dtr rotierenden flüssigen Schicht schleudernd zu formen, dem erfordetHohen Regime von Temperatur, Druck, Zusammensetzung und Menge der ringförmigen flüssigen Schicht, elektrischem Stromdurchflafl und Drehzahl in zeitlicher Abhängigkeit zu unterziehen und nach dom Abkühlen und Erstarren als Hohlkörper begreister Läng· aus der Schleudereinrichtung tu entnehmen. Bei der Verwirklichung dieses Verfahrens müssen die Reisungs-, Kühlung*- und Wärmeisola*« {lernmittel und Elektroden eine nahezu gleichmäßige Vertei-

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lung der Temperatur und des Stromdurchflusaes durch das zu formende Gut auf der Länge der Schleudertrommel gewährleisten» Beim periodischen Beschicken kann das zu formende Gut auf die ringförmige Schicht aufgebracht werden, wenn diese selbst nocht erstarrt ist und erst nach dem Verteilen des zu formenden Gutes auf der Innenfläche der ringförmigen Schicht die Anlage, erforderlichenfalls zonenweise, auf Betriebstemperatur erhitzt werden· Auch kann das su formende Gut in geschmolzenem oder ungeachmolsenem körnigem Zustand allmählich auf die ringförmige flüssige Schicht aufgebracht und erforderlichenfalls zonenweise aufgeschmolzen werden, bis die gewünschte Vanddicke des Formlinge erreicht ist, vorzugsweise wenn ein schwer schmelzbarer Stoff verarbeitet werden soll· Selbstverständlich kann der zu formende Stoff auch in voller erforderlicher Menge auf einmal in die Schleudereinrichtung eingebracht und durch die Rotation verteilt werden·

Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Besonderheit, daß bei vertikaler Rotationsachse die rotierende flüssige Schicht eine Innenfläche mit der drehzahlabhängigen Form eines Botationsparaboloiden ausbildet und daß auf dieser Schicht große Hohlkörper mit der Form eines Botationsparaboloiden diskontinuierlich geformt werden können. Die Entnahme der geformten Hohlkörper erfolgt beim periodischen Schleudern vorteilhafterweise dann, wenn die flüssige Schicht nocht nicht erstarrt ist und sich ohne Schwierigkeiten vom geformten Hohlkörper löst. Der erstarrte Hohlkörper kann ohne Schwierigkeiten entnommenev«rden, wem die Rotation unterbrochen und die flüssige Schicht aus der Schleudertrommel teilweise oder vollständig abgelassen ist. Selbstverständlich kann der erstarrte Hohlkörper auch zusammen mit der anhaftenden erstarrten ringförmigen Schicht oder Teilen derselben aus der Schleudertrommel entnommen werden und diese Schicht erforderlichenfalls nachträglich mechanisch, chemisch oder thermisch abgelöst werden. Die Entnahme des geformten Hohlkörpers kann auch rotierend erfolgen· — 12 —

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Beim kontinuierlichen Betrieb ist am Anfang und Ende einer Arbeitsperiode jeweils auch ein Unterbrechen der Rotation und ein Verstellen des Neigungswinkels der Rotationsachse zum Ausgießen der Beste des zu formenden Stoffes und der flüssigen Schicht erforderlich.

Um bei allen bisher beschriebenen Verfahrensvarianten der/den rotierenden flüssigen Schicht(en) eine gleichmäßige Qualität zu verleihen,ist es erforderlich, daß aus ihr/ihnen periodisch oder kontinuierlich die geschmolzenen Metalle und/oder Salze und/oder Metalloxide zum Zweck der Erneuerung und/oder Reinigung und/oder Regenerierung der Zusammensetzung herausgeführt werden und dieser/diesen wieder zugeführt werden. Der kontinuierliche Umlauf der Bestandteile der flüssigen Schicht zum Zweck der Kühlung wird für die Wärmeabführung aus der Schleudereinrichtung und aus dem zu formenden Gut insbesondere bei hoher Wärmebelastung im kontinuierlichen Verfahren benutzt. Für die Verwirklichung der Oberflächenmodifizierung des zu formenden Stoffes im kontinuierlichen Verfahren durch Stoffaustausch mit der/ den flüssigen Schicht(en) infolge geregelten elektrischen Stromdurchflusses ist der kontinuierliche Umlauf der Bestandteile der flüssigen Elektroden zum ständigen Regenerieren der Zusammensetzung und zum Zulegieren von Bestandteilen, die bevorzugt in den. s.u formenden Stoff übergehen sollen, ebenfalls erforderlich· Im Falle der Verwendung von Metallschmelzen als ringförmige

f flüssige Schichteen) werden diese durch ihre Zusammensetzung und/oder durch reduzierende Schutzgasatmosphäre und/ oder durch Beschichtung mit Stoffen, die weder mit ihnen noch mit dem zu formenden Gut in unerwünschtem Maße reagieren, vorzugsweise mit Salzschmelzen, Graphitpulver und dem zu formenden Gut selbst, vor Oxydation geschützt. Diese Methoden zum Schutz von flüssigen Metallen vor Verunreinigung und Oxydation sind aus dem Stand der Technik für nicht rotierende Metallbäder hinreichend bekannt und werden durch spezielle Vorrichtungen an der erfindungsgemäßen rotierenden flüssigen Schicht wirksam gemacht. Das

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gleiche trifft zu auf die Verfahren zur Verminderung der Oxydation und zur Verminderung eines unerwünschten Stoff-Übergangs aus Metallbädern in das Glas durch Legieren derselben mit Edelmetallen, die thermodynamisch weniger stabile Oxide bilden als das Grundmetall, oder durch Legieren mit Anteilen mindestens eines Elementes, das mit den Sauerstoff«· und Schwefelverbindungen der Grundmetalle bevorzugt reagiert und dessen Sauerstoff- und Schwefelverbindungen leicht verdampfen oder im zu formenden glasartigen Stoff gelöst werden· Insbesondere für die Verarbeitung von Gläsern mit hohen Erweichungstemperaturen! z.B. Borosilikatgläsern, werden Metallbäder aus Gold, Silber und deren Legierungen als rotierende flüssige Schicht verwendet, da diese Metalle im Temperaturbereich der Verformung dieser Gläser im flüssigen Zustand vorliegen und mit einer oxidierenden Atmosphäre nur unbedenklich reagieren» Bei Anlegen einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Wasserstoff-Stickstoff-Atmosphäre, an die freiliegenden Stellen der rotierenden flüssigen Schichteen) kann die Konzentration und Zusammensetzung der reduzierenden Gase je nach dem zu schützenden Metall und der erforderlichen Wirkung verändert werden* Hierbei ist es möglich, die Schutzgasatmosphäre durch hintereinandergeschaltete ringförmige Zellen an den Enden der Schleudereinrichtung, die eine verschiedene Konzentration der reduzierenden Gase aufweisen, in der notwendigen Qualität zu halten. Um in die Schutzgasatmosphäre eindringenden Luftsauerstoff möglichst vollständig zu beseitigen, können nahe der Sauerstoffquellen ringförmige Katalysatoren zur intensiveren Bindung dea Sauerstoffs angebracht werden»

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Die Einrichtung zur Durchführung des kontinuierlichen Schleuderverfahrens zur Formung geschmolzenen zu formenden Stoffes mit horizontaler Rotationsachse und Ziehrichtung ist gekennzeichnet durch eine rotierende Schleudereinrichtung mit einer durch einen mechanischen Antrieb mit regelbarer Drehzahl in Rotation versetzbaren Schleudertrommel, die in ihrem Innern eine feuerfeste Auskleidung mit in das Innere hervorstehenden Mitnehmern (Rippen, Lamellen), an der StoffzufUhrungsseite eine Eintrittsblende und an der Austrittsseite auswechselbar eine Austrittsblende aufweist. Auf der Innenseite der Auskleidung wird durch die Rotation der Schleudertrommel eine ringförmige flüssige Schicht aus mindestens einer Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelze aufrechterhalten, in die die Mitnehmer hineinragen bzw· durch diese hindurchragen· Bei Verwendung eines gegenüber der ringförmigen flüssigen Schicht widerstandsfähigen Materials <ζ·Β» legieren Stahls), fUr die Schleudertrommel und deren intensiver Kühlung kann auch auf die feuerfeste Auskleidung verzichtet werden. Die Schleudertrommel ist durch mindestens 2 Lager um eine horizontale, in Ziehrichtung leicht nach oben geneigte Rotationsachse drehbar gelagert. Die Lager sind mit einer Vorrichtung zur Regelung des Neigungswinkels der Rotationsachse verbunden. Außerhalb der Schleudertrommel ist i» Bereich der Austrittsblende ein feststehender Ringsammler, verbunden mit einer Zugabe- und Abgrenzungseinriehtung für Schutzgas, so angebracht, daß er die aus der Austrittsblende austretenden Bestandteile der ringförmigen flüssigen Schicht auffängt und einem beheizbaren Rücklauf zuführt, der in eine Reinigungs-, Regenerierungs- und Kühlungseinrichtung mündet, von der aus ein beheiz- und regelbarer Zulauf für die flüssige Schicht durch die Eintrittsblende in die Schleudertrommel hineinführt. Ein weiterer fester Ringsammler mit Rücklauf und Zugabe- und Abgrenzungseinrichtung für Schutzgas kann im Bereich der BIatrittsblende angeordnet werden. Durch diese Zugabe- und Abgrenzungseinriehtung für Schutzgas und die Eintrittsblende

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hindurch ist mindestens eine kontinuierlich arbeitende StoffzufMhrung für den geschmolzenen zu formenden Stoff in das Innere der Schleudertrommel tangential hineinragend angeordnet. Die Stoffzuführung muß die Regelung des zu formenden Stoffes bezüglich Temperatur, Viskosität, Menge und Zusammensetzung in Verbindung mit den vorgeschalteten Rohstoffaufbereitungsanlagen und Schmelzanlagen gewährleisten· Stoffzuführung und Schleudertrommel müssen gegenseitig axial verschiebbar sein. Die Eintrittsblende hat die Aufgabe, die ringförmige flüssige Schicht und den auf deren rotationssymmetrische Innenfläche geleiteten zu formenden Stoff nach außen abzugrenzen» Durch das Anhaften des zu formenden Stoffes an der Eintrittsblende wird dieser in Rotation versetzt und auf der ringförmigen flüssigen Schicht schleudernd verformt. Die auswechselbare Austrittsblende dient zur Abgrenzung der ringförmigen flüssigen Schicht in Ziehrichtung nach außen und zum kontinuierlichen Durchlassen des geformten rohrförmigen Hohlkörpers in Ziehrichtung· Die Austrittsblende besteht vorzugsweise aus einem Material, daß das Gleiten des geformten Hohlkörpers nicht wesentlich behindert, S.B. aus Graphit. Die durch den Spalt zwischen geformten Hohlkörper und Austrittsblende hindurchtretenden Bestandteile der ringförmigen flüssigen Schicht schmieren zusätzlich die Kontaktfläche· Beim Durchlaufen der Austrittsblende wird die Viskosität des geformten rohrförmigen Hohlkörpers durch Abkühlen soweit erhöht, daß außerhalb der Schleudertrommel keine unerwünschte Deformation mehr auftritt. Selbstverständlich kann eine entsprechend lange Austrittsblende auch zuB endgültigen Formen des rohrförmigen Hohlkörpers benutzt werden» Anstelle der bereits beschriebenen festen Ringsammler können auch rotierende, mit der Schleudertrommel verbundene Ringsammler angewendet werden, die den Vorteil aufweisen, daß in ihnen flüssige Metalle, die die ringförmige flüssige Schicht bilden, leicht durch eine Schutzschicht, vorzugsweise aus geschmolzenen Salzen, abgedeckt werden, können. Bei Anordnung eines rotierenden

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Ringsammlers an der Stoffzuführungsseite der Schleudertrommel wird vorzugsweise eine mit Kanälen versehene Eintrittsblende verwendet, durch deren Kanäle die die ringförmige flüssige Schicht bildenden geschmolzenen Stoffe aus dem rotierenden Ringsamraler in die Schleudertrommel einfließen können. Der Zulauf für diese geschmolzenen Stoffe taucht bei dieser Anordnung durch die Schutzschicht in den rotierenden ßingsammler ein. Das hat den Vorteil, daß die zulaufenden Bestandteile der ringförmigen flüssigen Schicht den geschmolzenen zu formenden Stoff nicht durchlaufen müssen. Im rotierenden Ringsamraler an der Austrittsblende ist der Rücklauf so eintauchend angeordnet, daß die gesammelten Bestandteile der ringförmigen flüssigen Schicht abgesaugt werden können. Auf die Zugabe- und Abgrenzungseinrichtungen für Schutzgas kann verzichtet werden, wenn durch andere abdeckende Medien die Oxydation der ringförmigen flüssigen Schicht in den erforderlichen Grenzen gehalten wird oder wenn nicht oder nur unwesentlich oxidierende Materialien für die flüssige Schicht verwendet werden (z.B. Silber, Gold, deren Legierungen, Salze usw.). Entlang des Mantels der rotierenden Schleudertrommel sind außen Einrichtungen zur zonenweisen regelbaren Kühlung und/ oder Beheizung der Schleudertrommel und zum Erzeugen eines Temperaturgefälles der ringförmigen flüssigen Schicht und des zu formenden Stoffes in axialer Richtung stationär angeordnet· Gewöhnlich werden diese Einrichtungen beim Anfahren der Anlage zum Aufbeizen der Schleudertrommel und im Dauerbetrieb zum Kühlen der Mantelfläche mit unterschiedlicher Intensität auf deren Länge benutzt. Deshalb werden sie vorzugsweise abschwenkbar sektionsweise entlang der Schleudertrommel angeordnet. Die erfindungsgemäße Einrichtung beinhaltet ebenfalls die Möglichkeit, daß die Poren und Spalte der feuerfesten Auskleidung teilweise oder ganz von der ringförmigen flüssigen Schicht durchdrungen werden und die Schleudertrommel selbst zur Abgrenzung der ringförmigen flüssigen Schicht dient.

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In Abänderung der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge— mäßen Verfahrens unter Verwendung ungeschmolzenen Schüttgutes als Ausgangsmaterial für den zu formenden Stoff gekennzeichnet durch mindestens eine vorzugsweise mit Wasser gekühlte Stoffzuführung für das ungeschmolzene Schüttgut und durch mindestens eine innere regelbare, vorzugsweise elektrische Beheizungseinrichtung zum Erhitzen und Schmelzen des ungeschmolzenen Schüttgutes. Zur Wärmeisolation und Abgrenzung der Heizzone ist im Bereich der Beheizungseinrichtung die Auskleidung mit einer Wärmeisolationsschicht umgeben, die in das Innere der Schleudertrommel zeigende Stirnseite der Beheizungseinrichtung mit einer inneren Wärmeisolationsblende versehen und außerhalb der Schleudertrommel im Bereich der Eintrittsblende eine axial verschiebbare äußere Wärmeisolationsblende angebracht, durch die die Staffzuführung, die Heiaeinrichtung und mindestens ein Zulauf für die flüssige Schicht in das Innere der Schleudertrommel hineinragen. Die äußere Wärmeisolationsblende ist erforderlichenfalls zusammen mit dem anliegenden Ende der Schleudertrommel durch eine Zugabe- und Abgrenzungseinrichtung für Schutzgas umfaßt· Selbstverständlich kann die vorstehend beschriebene Einrichtung auch durch die genannten Mittel zur lärmeisolation und inneren Beheizung komplettiert werden.

Eine Einrichtung zum kontinuierlichen Schleudern vor Rohr, dessen Wandung aus mehreren Schichten verschiedener Zusammensetzung des zu formenden Stoffes besteht, ist in Abänderung der bereits beschriebenen Einrichtungen gekennzeichnet durch mehrere Stoffzuführungen für die zu formenden Stoffe, die, vorzugsweise tangential in das Innere der Schleudertrommel hineinragend, gegenüber der Schleuder·" trommel und gegeneinander axial verschiebbar, hintereinander auf der Mnge der ringförmigen flüssigen Schicht ange-

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ordnet sind· Je nach der Art der au formenden Stoffe werden mindestens eine Stoffzuführung für geschmolzenen Stoff und/oder mindestens eine gekühlte Stoffzuführung für ungeschmolzenes Schüttgut eingesetzt. Erforderlichenfalls können in den Abschnitten zwischen den einzelnen Mündungen der Stoffzuführungen Kühlzonen durch entsprechendes Anbringen äußerer Einrichtungen zur regelbaren Kühlung und/oder Beheizung eingeschaltet werden» Ist zwischen oder nach den Stoffzuführungen eine Wärmebehandlung der zu formenden Stoffe erforderlich« z.B. zum Schmelzen und/oder Schäumen, so kann die Schleudereinrichtung durch mindestens eine axial gegenüber der Schleudertrommel verschiebbare, an einer gekühlten Halterung zwischen zwei inneren Wärmeisolationsblenden befindliche regelbare innere Beheizungseinrichtung ergänzt werden, die in den durch die ringförmig ausgeschleuderten zu formenden Stoffe gebildeten Hohlraum bis zu erforderlichen Heizzone hineinragt. Die Heizzone kann zusätzlich durch Wärmeisolationsschichten, die am Umfang der Sdhleudertromel innerhalb oder nicht rotierend außerhalb derselben angeordnet sind, sowie durch ringförmige Dämme, die die ringförmig« flüssige Schicht teilweise oder vollständig unterteilen, abgegrenzt werden« Die innere regelbare Beheizungseinrichtung wird vorzugsweise elektrisch ausgelegt, wobei die Stromzuführungen und Anschlüsse zweckmäßigerweise gekühlt werden»

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgeaäßen Verfahrens mit vertikaler Rotationsachse und Ziehrichtung vertikal nach oben ist gekennzeichnet durch eine vertikal angeordnete, ia unteren Teil mit einer Wärmeisolationsschicht umgebene, nicht rotierende Schieberkammer, in der sich die rotierende flüssige Schicht befindet« Im Boden und/oder gegebenenfalls in der Seitenwandung befinden sich mindestens ein Zulauf und mindestens ein Rücklauf für die flüssige Schicht« Eine zylindrische, um eine vertikale Achse rotie-

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rende, durch Lager in der Höhe gehaltene und axial verschiebbare Rührvorrichtung befindet sich mit ihrem unteren offenen Ende kurz oberhalb des Bodens der Schleuderkammer. Durch die Rotation der Rührvorrichtung wird die flüssige Schicht in Rotation versetzt und legt, sich an die inneren Wandungen der Schleuderkammer und der zylindrischen Rührvorrichtung an* Eine vorzugsweise als Verbindungskanal mit der Schmelzanlage ausgebildete Stoffzuführung für geschmolzenen Stoff ist durch den Boden der Schleuderkammer in den durch die rotierende flüssige Schicht gebildeten Hohlraum hineinragend angeordnet. Zur Abgrenzung der rotierenden flüssigen Schicht nach oben und zum Durchlassen des auf ihr kontinuierlich geformten Hohlkörpers ist die Rührvorrichtung in ihrem oberen Teil mit einer Austrittsblende versehen. Zugabe- und Abgrenzungseinrichtungen für Schutzgas und/oder für geschmolzenes Salz als Schutzschicht vor Verunreinigung sind erforderlichenfalls sowohl innerhalb als auch außerhalb der zylindrischen Rührvorrichtung über den freiliegenden ringförmigen Oberflächen der rotierenden flüssigen Schicht angeordnet. Äußere Einrichtungen zur regelbaren Kühlung und/oder Beheizung können analog zu den horizontalen Schleudereinrichtungen ebenfalls an der Schleuderkammer angeordnet werden.

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Bei Verwendung elektrisch gut leitender flüssiger Schichten, z.B. flüssigen Zinns, kann deren Rotation in der Schleuderkammer ohne Rührvorrichtung oder in Kombination mit dieser durch ein um die Rotationsachse drehendes magnetisches Drehfeld erzeugt werden, das in Wechselwirkung mit den Magnetfeldern der in der flüssigen Schicht indizierten elektrischen Ströme die flüssige Schicht mitreißt. Das Drehfeld kann gleichzeitig zur Beheizung der flüssigen Schicht ausgenutzt werden. In Abänderung der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist eine entsprechende Schleudereinrichtung gekennzeichnet durch mindestens einen um die Schleuderkammer ringförmig ange-

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ordneten gekühlten Stator für die Erzeugung eines elektromagnetischen Drehfeldes und durch eine am oberen Ende der Schlauderkammer angeordnete Austrittsblende*

Selbstverständlich kann wie bei den horizontal angeordneten Schleudereinrichtungen ebenfalls bei den vertikalen einrichtungen eine rotierende Schleudertrommel mit entsprechendem Bodenteil und entsprechender Lagerung zum Erzeugen der Rotation der flüssigen Schicht und des zu formenden Stoffes angewendet werden. Der Einsatz der nicht rotierenden Schleuderkammer hat jedoch den Vorteil, daß Zulauf und Bücklauf ohne Ringsammler direkt an die flüssige Schicht herangeführt werden können. Die Anordnung eines Stators für die Erzeugung eines elektromagnetischen Drehfelds um die Rotationsachse ist auch bei horizontaler oder geneigter Anordnung der nicht rotierenden Schleuderkammer bzw. rotierenden Schleudertrommel möglich. Durch entsprechende Anordnung und Regelung eines oder mehrerer Statoren kann außerdem in verschiedenen Zonen der rotierenden flüssigen Schicht eine unterschiedliche Drehzahl und damit eine Verdrehung des mitgerissenen zu formenden Stoffes erreicht werden.

In Abänderung der beschriebenen vertikalen Schleudereinrichtungen sind zjim Aufrechterhalten einer flüssigen Schicht im Inneren des zu formenden Stoffes mindestens je ein Zulauf und Rücklauf für diese flüssige Schicht, vorzugsweise als ineinandergeschobene Rohrleitungen zentrisch innerhalb der Stoffzuführung für geschmolzenen Stoff durch den zu formenden Stoff von unten hindurchragend angeordnet. Eine gegebenenfalls erforderliche Schutzschicht oder weitere fll sige Schicht kann durch analog angeordnete Rohrleitungen aufrechterhalten werden.

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Bei Verwendung der flüssigen Schichteen) als Elektrode(n) ist bei allen beschriebenen Einrichtungen die rotierende flüssige Schicht durch Zu- und/oder' Rücklauf oder eintauchende Kontakte über eine zusätzliche Einrichtung zum Anlagen geregelten elektrischen Gleich- und/oder Wechselstromes mit der flüssigen Schicht im Inneren des zu formenden Stoffes und/oder mit mindestens einer in den geschmolzenen zu formenden Stoff vorzugsweise im Bereich der Stoffzuführung eintauchenden Elektrode elektrisch verbunden.

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Eine Einrichtung zur Durchführung des diskontinuierlichen Schleuderverfahrens ist gekennzeichnet durch eine periodisch mit regelbarer Drehzahl in Rotation versetzbare Schleudertrommel, die mit verstellbarem Neigungswinkel in Lagern drehbar gehalten ist. Gegebenenfalls ist sie mit Wärmeisolationsschichten und mit einer Auskleidung versehen· Innerhalb der rotierenden Schleudertrommel befindet sich die in Rotation versetzte flüssige Schicht, die mit dem auf deren rotationssymmetrischer Innenfläche befindlichen zu formenden Stoff durch mindestens eine abnehmbare Blende nach außen begrenzt ist. Im Bereich der Öffnung(en) der Blende(n) ist mindestens eine äußere Wärmeisolationeblende mit in das Innere des ausgeschleuderten zu formenden Stoffes hineinragenden regelbaren inneren Beheizungseinrichtungen angeordnet, die in Abhängigkeit von der Zeit dessen erforderliche thermische Behandlung gewährleisten. Erforderlichenfalls ist, die Schleudertrommel und deren Lagerung umschließend, ein Autoklav mit mindestens· einem abnehmbaren Autoklavendeckel vorhanden, der periodisch mit Gas bzw· Schutzgas mit veränderlichem regelbarem Druck und veränderlicher Zusammensetzung füllbar ist und aus dem die Schleudertrommel herausgefahren werden kann* Die Einrichtung wird durch mindestens eine periodisch arbeitende Stoffzuführung für geschmolzenen Stoff oder für ungeschmolzenes Schüttgut vervollständigt·

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Eine Einrichtung zum diskontinuierlichen Schleudern großformatiger schalenförmiger Hohlkörper mit der Oberfläche eines Rofetionsparaboloiden besteht aus einer periodisch mit regelbarer Drehzahl um eine vertikale Achse in Rotation versetzbaren, in Lagern gehaltenen, gegebenenfalls mit Wärmeisolationsschichten und einer Auskleidung versehenen, nach oben offenen Schleudertrommel, auf deren Innenfläche sich eine bei Rotation die Innenfläche eines drehzahlabhängigen Rotat ionsparaboloiden aufweisende flüssige Schicht befindet« die zusammen mit dem auf dieser Innenfläche schwimmenden zu formenden Stoff nach oben durch eine abnehmbare Blende und gegebenenfalls Formblende zum Anformen des Randteiles des Hohlkörpers begrenzt ist· Der Innenraum der Schleudertrommel ist nach oben begrenzt ψ durch eine axial verschiebbare äußere Värmeisolationsblende, in der in die Schleudertrommel hineinragend mindestens eine diskontinuierlich arbeitende Stoffzuführung für den zu formenden Stoff, mindestens eine Schutzgaszuführung und mindestens eine innere regelbare Beheizungseinrichtung angeordnet sind. Der obere Rand der Schleudertrommel und die äußere Wärmeisolationsblende weisen zur Abgrenzung von Schutzgas zueinanderpassende Dichtflächen auf.

Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die in der Beschreibung enthaltenen Verfahrens- und Einrichtungsvarianten, sondern auch auf die mgglichen Kombinationen der beschriebenen llemente in Verbindung mit der arfindungsgamäSen Lösung. In dl· Irfindung sind alle Schleuderverfahren eingeschlossen, die die erfindungsgemäße rotierende, ringförmige flüssige Schicht als kontaktverhinderndes und formendes Element sowi· als schmelzflüssige Elektrode benutzen, auch wenn z.B, nur in einer begrenzten Zone der Schleudereinrichtung die erfindungsgemäße Lösung zur Anwendung kommt, mehrere Schleudereinrichtungen hinterelnaßdergeschaltet werden oder zusätzlich zur erfindungigemäßen Lösung andere schon bekannte Verfahrenselemente angewendet werden, wie

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das Unterstützen des Formens und Stabilisierens der Innenfläche des zu formenden Stoffes durch mindestens eine gekühlte Bolle im Bereich der Stoffzuführung oder das Einarbeiten von Metalldraht in den angeschleuderten geschmolzenen Stoff zur Armierung des geformten Hohlkörpers.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß das viskose Glas beim Schleuderprozeß entgegen allen festen Formwerkstoffen auf den Oberflächen flüssiger Metalle, Salze und Metalloxide ohne Klebeeffekt praktisch reibungsfrei geführt werden kann und damit eine gute feuerpolierte Oberfläche gewährleistet wird. Dadurch kann das kontinuierliche Schleudern weiter Bohre aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten wesentlich produktiver gestaltet werden. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Lösung gegenüber allen bekannten Verfahren zur Formung von Glas auf oder in nicht rotierenden Metalloder Salzschmelzen den Vorteil, daß mit ihr weite Bohre und rotationssymmetrische Hohlkörper geformt werden können. Sie gestattet auch im Gegensatz zu den auf relativ ruhigen Schmelzen mit ebener Oberfläche aufbauenden bekannten Verfahren zur Formung von flachen Glassträngen oder Stäben die Anwendung der nach dem Stand der Technik bekannten Effekte der Metall— und Salzschmelzen auf das Schleudern von Rohren und rotationssymmetrischen Hohlkörpern, wie z.B. die Verwendung der Schmelzbäder als großflächige ringförmige Elektroden zur direkten elektrischen Beheizung des rohrförmig ausgeschleuderten zu formenden viskosen Stoffes und zur Steuerung von Stoffaustauschprozessen zwischen dem zu formenden Stoff und dem Material der Elektroden zum Zwecke der Modifizierung der Oberflächeneigenschaften des aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten geschleuderten Rohres, die auch eine Vorstufe zu einer folgenden Nachbehandlung sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet ferner die Möglichkeit zur Herstellung von Bohren, deren Wandung aus mehreren Schichten unterschiedlicher Zusamaen-

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setzung besteht. Weiterhin werden die bei den bisher bekannten kontinuierlichen Schleuderverfahren für Rohr erforderlichen großen Abzugskräfte und die Kristallisationsgefahr vermieden, was die Fertigung von großformatigen Rohren und rotationssymmetrischen Hohlkörpern erleichtert

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtungen sollen nachstehend an 7 Ausführungsbeispielen erläutert werden* Die aufgeführten Beispiele sind zur näheren Erläuterung gedacht und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. In den zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigen:

Fig· 1: eine kontinuierlich arbeitende, horizontal angeordnete Schleudereinrichtung für geschmolzen zugeführte zu formende Stoffe im Schnitt

Fig. 2: eine kontinuierlich arbeitende, horizontal angeordnete Schleudereinrichtung für ungeschmolzenes Schüttgut im Schnitt

Fig. 3: eine kontinuierlich arbeitende, horizontal angeordnete Schleudereinrichtung für Hehrschichtenglasrohr im Schnitt

Fig. 4: eine kontinuierlich arbeitende, vertikal angeordnete Schleudereinrichtung mit Rührvorrichtung im Schnitt

Fig. 5: eine kontinuierlich arbeitende, vertikal angeordnete Schleudereinrichtung mit Stator zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes im Schnitt

Fig. 6: eine diskontinuierlich arbeitende, horizontal angeordnete Schleudereinrichtung für ungeschmolzenes Schüttgut im Schnitt

Fig. 7: eine diskontinuierlich arbeitende, vertikal angeordnete Schleudereinrichtung für rotationsparaboloide Hohl· körper im Schnitt

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Fig. 8: den prinzipiellen Aufbau einer Fertigungslinie zur kontinuierlichen Bohrherstellung

Die in Fig. 1 gezeigte Schleudereinrichtung besteht aus einer annähernd horizontal angeordneten, in Ziehrichtung leicht nach oben geneigten und aus Chrom-Nickel-Stahl gefertigten, mit einstellbarem Neigungswinkel in Lagern 18 gehaltenen, zylindrischen, rotierenden Schleudertrommel 1, die an der StoffZuführungsseite mit einer Eintrittsblende 8 und an der Austrittsseite mit einer auswechselbaren, aus Graphit gefertigten Austrittsblende 24 versehen ist, wobei in die Eintrittsblende 8 eine regel- und beheizbare Stoffzuführung 9 für geschmolzenen Stoff tangential hineinragt, einem an der Stoffzuführungsseite und -austrittsseite angeordneten, ringförmigen, feststehenden Hingsammler 12 mit Zugabe- und Abgrenzungseinrichtung für Schutzgas, welche miteinander über einen beheiz- und regelbaren Rücklauf 15 (die Regelung und Beheizung des Rücklaufes sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt) verbunden sind, der in einem beheiz- und regelbaren, an der Stoffzuführungsseite in die Schleudertrommel 1 mündenden Zulauf 13 einer Schmelze einer Zinnlegierung (95# Sn, 5% Ag), die auf der Sillimanitauskleidung 35 der Schleudertrommel 1 eine ringförmige flüssige Schicht 2 bildet, übergeht und einer stationär um die Schleudertrommel 1 angeordneten äußeren Einrichtung zur regelbaren kombinierten Kühlung und/oder Beheizung 17 des geschmolzenen zu formenden Stoffes 3t die eine zonenweise regelbare elektrische Beheizung und Kühlluftzugabe ermöglicht. Die Schleudertrommel 1 ist an ihrer Innenwand mit Mitnehmern 32 z.B. Lamellen versehen, um die Rotation der ringförmigen flüssigen Schicht 2 zu unterstützen. Eine Reinigungs-, Regenerierungs- und Kühleinrichtung 14, die vor den Zulauf 13 geschaltet ist, dient zur Gewährleistung der erforderlichen Temperatur und Zusammensetzung der ringförmigen flüssigen Schicht 2.

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Ein fflas der Zusammensetzung (in Gew;-#) 78,0 SiO₂, 5,5 Na₂O, 0,5 KgO, 13,8 B₃O₃ und 2,2 AIgO₃ wird in der Schmelzanlage 31 erschmolzen. Das geschmolzene Glas wird als zu formender Stoff 3 »it einer Viskosität von etwa 10³»^ Poise über die Stoffzuführung 9 für geschmolzenen Stoff in die Schleudertrommel 1, die mit einer Drehzahl von etwa I80 Umdrehungen/Minute rotiert und die eine Zinnschmelze von -150 mm Schichtdicke in einer Stickstoff-Wasserstoff-Ataosphäre enthält, kontinuierlich einfließen lassen. In der Schleudertrommel 1 wird das Glas durch Anhaften an der Eintrittsblende 8 mitgerissen und la Rotation versetzt, auf der

Innenfläche der Zinnschmelze unter Erhöhung der Viskosität

7 3
t auf etwa 10'·' Poise schleudernd verformt und der durch die Austrittsblende Zh heraustretende rohrförmige Hohlkörper 23f der einen Außendurchmesser bis zu 600 mm und eine Wanddicke bis zu 15 mm hat, durch einen Kühler 26 mittels einer Abzieheinrichtung 22 mit einer Ziehgeschwindigkeit von ca. 0,7 m/min kontinuierlich und rotierend abgezogen« Vie z.B. in Fig. 8 gezeigt, wird der geformte Hohlkörper nun in Anlagen zur chemischen, physikalischen und thermischen Nachbehandlung und Beschichtung 27, in diesem Ausführungsbeispiel in einen Kühlofen, geleitet. In einer sich anschließenden Anlage 28 zum Trennen und zum mechanischen Bearbeiten wird der Hohlkörper 23 mitlaufend in gewünschte Längen geschnitten. Die im Verlauf der Formgebung sowohl ) über die Eintrittsblende 8 als auch über die Austrittsblende Zhgegebenenfalls austretende Metallschmelze wird von den feststehenden Bingsammlern 12 aufgenommen und über den mit diesen verbundenen Rücklauf 15 gegebenenfalls nach Ergänzung von Metallschmelze über den Zulauf 13 der Schleudertrommel 1 wieder zugeführt. Die erforderliche Reinigung und Kühlung der aus der Schleudertrommel 1 ausgetretenen Metallschmelze erfolgt durch die zwischengeschaltete Reinigungs-, Regenerierungs- und Kühleinrichtung 14.

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Dae Anfahren der in Fig. 1 gezeigten Sohleudereinrichtung kann beispielsweise folgendermaßen vor sich gehen: Die Schleudertrommel 1 wird auf die erforderliche Temperatur aufgeheist und nach Einstellen der erforderlichen Drehzahl mit der notwendigen Menge an Metallschmelze als ringförmig flüssige Schicht 2, die aus Gründen der Zweckmäßigkeit bereits auf die erforderliche Temperatur vorgewärmt sein soll, versehen. Nun wird durch die Abzieheinrichtung 22 ein sogenanntes Anfahrrohr in die Schleudertrommel 1 bis kurz vor die Eintrittsblende 8 eingefahren. Danach wird die Stoffzuführung 9 geöffnet. Der zu formende Stoff 3 fließt in die Schleudertrommel 1 ein, wobei ein Teil des Stoffes 3 an dem Anfahrrohr anhaftet. Mit einer eingestellten Ziehgeschwindigkeit wird,das Anfahrrohr aus der Schleudertrommel 1 durch die Abzieheinrichtung 22 zurückgefahren, wobei der kontinuierlich entstehende Hohlkörper 23t der mit dem Anfahrrohr noch verbunden ist, rotierend mit abgezogen wird. Hinter der Absieheinrichtung 22 wird das Anfahrrohr abgetrennt, wonach die weitere kontinuierliche Herstellung des Hohlkörpers 23 ihren ungehinderten Fortgang nimmt.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Variante sum Schmelzen und kontinuierlichen Formen eines schwer schmelzbaren Stoffes, z.B. Kieselgut, zu einem Bohr mit einem Außendurchmesser von ca. 300 mm und einer Wanddicke von ca. 20 am. Das Ausgangsmaterial des ungeschmolzenen Schüttgutes 34, z.B. Sand, wird durch die gekühlte Stoffzuführung 33 für ungeschmolzenes Schüttgut, ein Förderrohr mit Wasserkühlung, in die rotierende Schleudertrommel 1 eingebracht und ringförmig ausgeschleudert. Durch die innere regelbare Beheizungseinrichtung 38,

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in dieses Beiapiel sin Graphitstabheizeleaent, zur indirekten elektrischen Ifiderstandsbeheizung des geschmolzenen au fora.end.en Stoffe« 3# wird der Sand geachmolzen und unter Einwirkung der Zentrifugalkraft geläutert. Die Heizzone iat mis einer VKraeisolationsschicht 19 uageben. Die Schleudertroaael 1 weist auf ihrer Innenseite eine ringförmige flüasige Schicht 2 aus Zinn auf« Der Zulauf 13 des flüssigen Metalls zu der ringföraigen flüssigen Schicht 2 erfolgt periodisch durch eine entweder innerhalb der gekühlten StoffzgfUhrung 33 verlaufende Rohrleitung oder eine gesondert angeordnete Bohrleitung. Sie Fertigung des Hohlkörpers 23 und das Anfahren der Anlage erfolgt analog zu der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Darstellung bei einer Drehzahl von ca· 620 Uadrehungen/Hinute, einem Vor-" schub tob 0,2 a/ain und einer Dicke der ringföraigen flüssigen Schicht 2 von etwa 30 aa. Beim Anfahren der Anlage wird die ringförmige flüssige Schicht 2 zusätzlich durch eine taCl-KCl-Schaelze geschützt.

Die In Fig. 3 dargestellte Ausführungsfora einer horitSntalen Schleuderanlage dient zur kontinuierlichen Fertigung eines Mehrschichtenglasrohres, z.B. eines Schauaglasrohres ait dichter Außenhaut· Die Schleudervorrichtung anterschei* det sich von den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten durch die axial verschiebbare getrennte Stoffzuführung 9 für geschaolzenen Stoff für die dichte Außenhaut, die ebenfalls axial verschiebbare, ait Wasser gekühlte Stoffzuführung 33 für das ungeschaolzene Schüttgut 34, z.B. ein Schauaglasgeaenge, die ringföraigen Daaae 10 zur ?erhinderung einer überaäQigen Väraeleitung innerhalb der ringföraigen flüssigen Schicht 2, die fest ait der Schleudertrommel 1 verbundenen rotierenden Bingsaaaler 40, die eine abdeckende Schutzschicht 16 aus einer XaCl-KCl-Schaelze zum Schutz der ringföraigen flüssigen Schicht 2, «iner Zinn-Silber-Legierung (94 9(Sn, 6 % Ag), vor Oxydation aufweisen, und die weit in die Schleudertrommel

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1 hineinragende axial verschiebbare, regelbare Beheizungseinrichtung 38, deren Halterung 41 und Stromaufuhrung ait Wasser gekühlt ist. Die Heizzone ist mit einer Värmeisolationaschicht 19 und ait inneren Wäraieisolationsblenden 37 umgeben. Die Dicke der ringförmigen flüssigen Schicht 2 schwankt in den einzelnen Zonen der Schleudertrommel 1 zwischen 50 und 100 mm.

Auf das in der Fähe der mit Kanälen 54 versehenen Eintrittsblende 21 gebildete Rohr, welches aus dem mit einer Viskosität von etwa 10 Poise zugegebenen geschmolzene».Glas 3 geschleudert wurde, wird ein Scbaumglasgemenge als ungeschmolzenes Schüttgut 34 kontinuierlich angebracht und im Bereich der regelbaren Beheizungseinrichtung 38 geschmolzen und gebläht, Der geformte Hohlkörper 23 »it einem Außen» durchmesser von etwa 1000 mm und einer Wanddicke von etwa 100 mm wird kontinuierlich unter einem Vorschub von ca· 0,5 m/min mit einer Drehzahl von ca« 150 U/min rotierend aus der Schleudertrommel 1 herausgezogen· Bei der Fertigung eines Schaumglasrohres ohne dichte äußere Schicht kann die gleiche Schleudervorrichtung ohne die Stoffzufuhrung 9 für geschmolzenen Stoff eingesetzt werden. Das Anfahren der Einrichtung erfolgt folgendermaßen: Analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird mit geöffneter Stoffaufuhrung 9 für geschmolzenen Stoff zuerst ein dichter Glashohlkörper kontinuierlich gezogen· Nach der Stabilisierung des Formprozesses wird die gekühlte StoffzufUhrung 33 geöffnet und die für den Blähprozeß erforderliche Temperatur im Bereich der regelbaren Beheizungseinrichtung 38 eingestellt*

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführunfcsbeispiel mit vertikaler Rotationsachse der ringförmigen flüssigen Schicht 2 in einer nicht rotierenden Schleuderkammer 5 sieht einen mit der Schmelzwanne verbundenen Kanal als It off zufuhr tug für geschmolzenen Stoff 3, hier z.B. eines Glases der

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Zusammensetzung (in Gev.%) 80,8 SlO₃,,2,0 Al₂O₃, 12,8 B₂O-, 3,9 Wa₂ ⁰* °*5 ^6a0» ^{durch deB} Boden in die Schleuder kaiuiw 5 hineinragend vor. Bs Bereich der StoffzufUhrung 9 ist die Schleuderkammer 5 «it «ine? VMrmeisolatiema~ ; schicht 19 umgeben·

Die Rotation der ringförmigen flüssigen Schicht 2, einer Zinnschmelze, wird durch ein· «it Kegelbarer Drehzahl mechanisch angetrieben· Rührvorrichtung 6 erreicht, an deren syl.indvis.cher Innenfläche sich die ringförmige flüssige Sohicht 2 und an diese der geschmolzene au formende Stoff 3 anlegt. Die Rührvorrichtung 6 ist außerhalb der Schleuderkammer 5 durch die Lager 18 axial verschiebbar in ihrer vertikalen Lage fixiert· Die Lager 18 gestatte* eine vertikale Verschiebung der Kehrvorrichtung 6. Die» ringförmige flüssige Sohicht 2 dient gleichzeitig als Ilektrode für die direkte elektrische Viderstandsbeheisung des eiases in der Stoffzuführung 9, wobei eine feste Ilektrode 11 im Bereich der Stoffsuftthrung 9 in das geschmolzene Glas eingetaucht istmd beide Elektroden durch eine Einrichtung 20 sum Anlagen geregeltem Qleich- und/oder Wechselstromes elektrisch leitend verbunden sind* Das geschmolzene linn wird an den freiliegenden Stellen zwischen Sohleuderkammer 5 und Rührvorrichtung 6 durch eine Schutzschicht 16 aus einer eutektischen IaCl-ICl-Scbmelse, die dureh eine Zugabe- mnd Abgrenzungseinrichtung 55 unter Druck zugeführt wird, und an den freiliegenden Stellen zwischen der Rührvorrichtung 6 und dem geformten Hohlkörper 23 durch ein· Zugabe- und AbgrenzungseimrlobtUBg 39 für reduzierendes Schutzgas vor fxydatioa geschützt» lin geschlossenes Rohrleitungssystem mit Zulauf und Rücklauf 13 gewährleistet die ständig· Erneuerung 4er Zinnsohmelse· Der geformte lohlltdryer 23 mit einem Au··«- durohmesser von ca. 230 an und einer Wanddicke von ca« 15 an wird unter einem Vorschub von ea· 0,5 a/min mit einer •reazaal von oa. 200 Umdrehungen/hin durea die im oberen feil der Rührvorrichtung i auswechselbar befestigte Austritt·· blend· 24 rotierend nach oben abgesegen.

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Dae Anfahren «it dieser Einrichtung geschieht auf folgend· Artx In di· SchleuAerlcaaaer 5 wird da· geschaölsene Zinn für di· flüssig« Schicht 2 durch d«n beheizten Zulauf 13 bis in di· Wh· des oberen Baal·« dar Stoff zuführung 9 eingelassen und durch zusätzliche Beheisuag flüssig gehal· ten· Danach wird dl« Bohrvorrichtung 6 in di· Sehlauderkaa-■ aar 5 t bis in das flüssig· Zinn eintauchend, eingefahren und in Botatlon versetzt· lach Anlegen des flüssigen Zinns an die Innenfläche* der Schleuderkaaaer 5 und Bührvorriehtung 6 «ird weiteres flussiges Zinn durch d«n Zulauf 13 zugeführt, eis die erforderliche Menge vorhanden ist· Gleichzeitig wird durch di· Zugabe- und Ahgrensungseinrlchtumg 55 die Schutzschicht 16 unter Druck zugegeben, di· Stoffsuftthrung 9 geöffnet und analog sua in Fig« 1 angeführten Beispiel »it Hilfe «ines vertikal eingeführten Anfahrrohres der kontinuierlich· Tertikaie Afcziehprozefi eingeleitet. Bevor der geschaolsene Stoff 3 zugeführt wird, kann Bweck. ■iteigerweis· di· OberflKeh· der rlngfömigen flüssigen Schicht 2 durch «in· SchutEgasatSiOsnhXr·, 6raphitpulv«r oder »ine Salzschmelze vor Oxydation geschützt werden.

In Fig, 5 ist eeenfalls «in· Binriohtung alt nicht rotierender SchleuderksBBMr 5 dargestellt, Die Botatlon dar elektrisch leitenden rlngföraigen flüssigen Schicht 2, einer Zinn-Silber.Legierung (5OJt Sa, 50% Ag) wird »ei dieser Ausführungefora durch ein aagnetlaches Drehfeld hervorgerufen, das durch «inen alt Drehatrea gespeisten, alt Wasser gekühlten Stator 7» dar ua di· Schleuderkajuier 5 ringföraig angeordnet ist, erzeugt wird· Der zu fora«nd· Stoff 3 ait einer dea vorstehenden Ausführungskeispiel entsprechenden ZuBaaaensetzung ist aa Ausgang der Schleuderkaaaer 5· die einen Innendurefcaesser von ca· 500 aa hat, noch viskos und wird alt Hilfe «inar Zieleinrichtung su elnea rohrfVfalgen Hohlkörper 23 ausgezogea· Zur Stabilisierung des geformten Hohlkörpers 23 ist in Amt BrstarrungaBfta· «la Kahler 2*

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vorgesehen* Eine im Inneren des zu formenden Stoffes befindliche weitere flüssige Schicht 4 aus einer geschmolzenen Aluminium-Magnesium-Legierung (90% Al, 10% Mg) wird vie die ringförmige flüssige Schicht 2 durch einen Zulauf 13} 42 und Rücklauf 15 j 43 kontinuierlich zur Regenerierung, Reinigung und Kühlung in Umlauf gebracht. Am Zulauf 13} 42 und/oder Rücklauf 15; 43 sind Einrichtungen 20 zum Anlegen geregelten elektrischen Gleichstroms und/oder Wechselstroms an die als Elektroden dienenden flüssigen Schichten 2 und 4 angebracht. Der Durchgang geregelten elektrischen Gleichstroms oder niederfrequenten Wechselstroms durch den geschmolzenen Stoff ruft einen gesteuerten Stoffübergang aus der flüssigen Schicht 2j 4 in die Glasoberfläche hervor» Dabei ist es zweckmäßig, den Gleichstrom

ψ durch einen Wechselstrom zur direkten elektrischen Widerstandsbeheizung des Glases zwischen diesen Elektroden zu überlagern. Zulauf 42 und Rücklauf 43 für die flüssige Schicht im Innern des zu formenden Stoffes sind zweckmäßigerweise als ineinandergeschobene Rohrleitungen zentrisch innerhalb der Stoffzuführung 9 durch den zu formenden Stoff 3 hindurchragend angeordnet· Die außerhalb und innerhalb des zu formenden Stoffes 3 befindlichen flüssigen Schichten 2 und 4 sind durch je eine Schutzschicht 16; 44 aus NaCl-KCl-Schmelzen, die ständig erneuert werden, an den freiliegenden Stellen vor Oxydation geschützt. Die Schleuderkammer 5 ist zur Abgrenzung der Schutzschicht 16 und der ringförmigen flüssigen Schicht 2 mit einer auswechselbaren

" Austrittsblende 24 versehen. Während das magnetische Drehfeld mit einer. Drehzahl von ca. 1500 Umdrehungen/Minute rotiert, wird der geformte Hohlkörper 23, der einen Außendurchmesser von ca. 115 mm und eine Wanddicke von ca. 7,5 mm hat, unter einem Vorschub von ca· 2,2 m/min nicht rotierend nach oben abgezogen·

Das Anfahren der Einrichtung geschieht analog zu dem zu Fig. 4 erläuterten Ausführungsbeispiel, jedoch mit dem Unterschied, daß die Funktion des Rührers das magnetische Drehfeld übernimmt und zusätzlich nach dem öffnen der Stoffzu-

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führung 9 und dem Einleiten des Abziehvorganges durch den Zulauf 4a eine weitere flüssige Schicht 4 und eine Schutzschicht 44 in das Innere des zu formenden Stoffes 3 zugeführt werden·

In Fig. 6 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen ringförmigen rotierenden flüssigen Schicht 2 in einer diskontinuierlich arbeitenden, horizontal angeordneten Schleudereinrichtung für ungeschmolzenes Schüttgut 34, vorzugsweise für die Schmelze und Formung von Kieselglas aus gefrittetem Bergkristall oder Quarzglasbruch gezeigt, die aus einer in einem Autoklaven 45 herausf ahr.bar, in Lagern 18 gehaltenen, rotierenden Schleudertrommel 1 besteht. Sie ist mit einer Wärmeisolationsschicht 19 und einer auf dieser befindlichen feuerfesten Auskleidung 35 versehen, auf der die ringförmige flüssige Schicht 2 durch Rotation aufrechterhalten wird. Zur Abgrenzung des zu formenden ungeschmolzenen Schüttgutes 34 dienen die Blenden 46, von denen mindestens eine abnehmbar ist, in deren Öffnungen äußere Wärmeisolationsblenden 36 mit einem durch Üe hindurchgeführten Kohlestab als regelbare Beheizungseinrichtung 38 angeordnet sind. Der Kohlestab und mit ihm die äußeren Wärmeisolationsblenden 36 sind durch Halterungen und Stromanschlüsse 4? für den Eohlestab am Autoklaven 45 und abnehmbaren Autoklavendeckel 49 lösbar befestigt, wobei Autoklav 45 und Autoklavendeckel 49 durch eine Elektroisolationsschicht 48 voneinander elektrisch isoliert sind· Bei abgenommenem Autoklavendeckel 49 wird durch Eingießen flüssigen, reinen Zinns in die erkaltete mit ca· 250 Umdrehungen/Minute rotierenden Schleudertrommel 1 bei herausgenommener regelbarer Beheizungseinrichtung 38 die ringförmige flüssige Schicht 2 gebildet und bis zum Erstarren abgekühlt« Daraufhin wird das gefrittete ungeschmolzene Schüttgut 34 allmählich in die rotierende Schleudertrommel 1 eingebracht und gleichmäßig auf deren Länge und Querschnitt verteilt« Dann wird die Beheizungseinrichtung 38 in die Schleudertrommel 1 eingeführt und der Autoklav 45 verschlossen. Nach mehrmaligem

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Spülen des Autoklaven 45 mit eine» Stickstoff-Vasserstoff-Ge2 ' 49865 misch wird das Schüttgut 34 durch die Beheizungseinrichtung 3d auf ungefähr 1900⁰C aufgeheizt· Nach des Erreichen dieser Temperatur wird die Drehzahl auf ca· 600 Umdrehungen/Minute erhöht und für etwa 2 Minuten innerhalb des Autoklaven

45 ein Vakuum von etwa 0,3 kp/cm erzeugt* Bei Beibehaltung der Drehzahl wird anschließend das Stickstoff-Wasseratoff-Gemisch mit einem Druck von 12 kp/ca eingeblasen, die Beheizungseinrichtung 38 ausgeschaltet, die Drehzahl wieder auf ca· 250 Umdrehungen/Minute gebracht und das Innere der Schleudertrommel 1 auf etwa 700 C abgekühlt· Danach wird der Druck abgelassen, der Autoklavendeekel 49 geSffnet, die Beheizungseinrichtung 38 aus der rotierenden Schleudertrommel 1 herausgeführt, die Schleu- ψ dertrommel 1 mitsamt ihren Lagern 18 aus dem Autoklaven herausgefahren, die Rotation unterbrochen und die Schleudertrommel 1 in vertikale Lage gebracht« Dabei tauft die noch flüssige Schicht 2 aus der Schleudertrommel 1 in einen Auffangbehälter ab, und nach Entfernen einer der abnehmbaren Blenden 46 kann das geschleuderte Kieselglasrohr entnommen werden» Nach dem Reinigen der Schleudertrommel 1 und dem Entfernen von Resten des Schüttgutes 34 und der flüssigen Schicht 2 kann die Schleudertrommel 1 von neues verwendet werden· Das fertige Kieselglasrohr hat z.B. einen Außendurchmesser von ca· 220 mm und eine Wanddicke von ca» 10 mm·

In Fig. 7 ist eine diskontinuierlich arbeitende Schleudervorrichtung zur Formung von großen Hohlkörpern alt eines Außendurchmesser von ca· 1800 mm und mit der Oberfläche eines Rotationsparaboloiden dargestellt· Die um eine vertikale Achse rotierende durch Lager 18 gehaltene Schleudertrommel 1 ist z. B. mit Sillimanit als wäreeisolieilende Auskleidung 35 ausgekleidet und enthält die erforderliche

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Menge einer Zinnschmelze als flüssige Schicht 2, Den oberen Abschluß der Schleudertroemel 1 bilden eine abnehmbare Blende 46 aus Kohle und eine Porabiende 50, die zur Formung des Hohlkörperrandes entsprechend ausgebildet sind. Von oben wird die Schleudertrommel 1 durch eine nicht rotierende äußere Wärmeisolationsblende 36 begrenzt, durch die die periodisch arbeitende StoffzufUhrung 9 für geschmolzenen Stoff, die Schutzgaszuführung 51 und eine regelbare Beheizungseinrichtung 38 in die Schleudertrommel 1 hineinragen. Di· äußere Väraeisolationsblende 36 ist axial verschiebbar angeordnet und weist wie die Schleudertrommel 1 eine Dichtfläche 53 aur Abgrenzung des innerhalb der Schleudertrommel befindlichen Schutzgases auf. Die rotierende Schleudertrommel 1 wird durch die elektrisch betriebene regelbare Beheizungseinrichtung 38 mit der im Inneren befindlichen flüssigen Schicht 2, die durch Einblasen eines Stickstoff-Vasserstoff-Gemisches vor Oxydation geschützt wird« auf ungefähr 900⁰C aufgeheizt. Nach dem Einstellen dar für die Ausbildung der gewünschten Erzeugnisform erforderlichen Drehzahl wird die Stoffzuführung 9 geöffnet und der zu formende Stoff 3« ein Glas mit einer Zusammensetzung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, mit einer Viskosität von ICr Poise in der erforderlichen Menge in die Schleudertrommel 1 eingegossen und danach die Stoffzuführung 9 wieder geschlossen» Ober die regelbare Beheizungseinrichtung 38 und durch Einblasen kalten Schutzgases wird nun die erforderliche Abkühlgeschwindigkeit geregelt. Nach der Abkühlung das Glases auf ungefähr 40O⁰C wird die äußere Wärmeisolationsblende 36 nach oben gefahren, die Rotation unterbrochen und mittels einer speziellen in Fig. 7 nicht gezeigten Vorrichtung der geformte Hohlkörper mitsamt der Blende 46 aus der Schleudertrommel 1 entnommen·

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Fig. 8 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Fertigungslinie für die kontinuierliche Herstellung von Rohr aus Glas von den Rohstoffaufbereitungsanlagen 29« -beschickungsanlagen und Schmelzanlagen 31 über die erfindungsgemäße Schleudereinrichtung 25 bis zu nachgeschalteten Kühlern 26, Abzieheinrichtungen 22, Anlagen 2? zur thermischen, physikalischen und chemischen Nachbehandlung und Beschichtung» Anlagen 28 zum Trennen und mechanischen Bearbeiten· Weitere sekundäre Foraungsanlagen, Übergabe- und Transportanlagen und Verpackungsanlagen sind in Fig. 8 nicht dargestellt.

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Claims (1)

1. 2U9865

   Patentansprüche

   y\ Λ Verfahren zur Herstellung von großformatigen, vorzugsweise dickwandigen rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten nach dem Schleuderprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß der zu formende Stoff unter Regelung der Menge» Zusammensetzung und Temperatur auf eine rotationssymmetrische Innenfläche mindestens einer rotierenden flüssigen Schicht, bestehend aus Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelzen, geleitet, in Rotation versetzt, auf eine für die Verformung notwendige Viskosität gebracht und/oder in diesem Zustand gehalten und dabei auf der/den rotierenden flüssigen Schicht(en) schleudernd verformt und dem ginfluß von Temperatur, Druck, Rotation und/oder elektrischem Stromdurchfluß und/oder des Stoffaustausches mit der/den flüssigen Schicht(en) zeitlich unterzogen, unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und aus dem von der/ den flüssigen Schichteen) gebildeten Hohlraum herausgeführt,«!^.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g'ekennzeichnet, daß der zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf die rotationssymmetrische Innenfläche mindestens einer rotierenden flüssigen Schicht, bestehend aus Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelzen, kontinuierlich geleitet, in Rotation versetzt, 'auf eine für die Verformung notwendige Viskosität gebracht und/oder in diesem Zustand gehalten und auf der/den rotierenden flüssigen Schicht(en) schleudernd verformt und dabei den längs der Rotationsachse eingeregelten Bedingungen von Temperatur, Rotation, und/oder elektrischem Stromdurchiluß und/oder des Stoffaustausches mit der/den flüssigen Schicht(en) boisi kontinuierlichen Gleiten längs der Innenfläche dor rotierenden flüssigen Schicht(en) unterzogen, anschließend unter Erhöhung dor Viskosität abgekühlt

   209819/0578 ₃₈

   Zt

   und unter regelbarem Vorschub von der/den rotierenden flüssigen Schicht (en) kontinuierlich als rohrförmige-r Hohlkörper abgezogen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Viskosität unter 10 *^Poise gebrachte zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf die rotationssymmetrisch© Innenfläche mindestens einer um eine annähernd horizontale Achse rotierendes Metallschmelze, vorzugsweise einer Zinnschmelze oder Schmelze einer Zinnlegierung, kontinuierlich, vorzugsweise tangential, geleitet, in Rotation versetzt, unter Erhöhung der Viskosität auf IQr bis

   10^ Poise schleudernd verformt, und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich und rotierend als rohrförmiger Hohlkörper von der rotierenden flüssigen Schicht abgezogen wird.

   ty. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu formende Stoff vorzugsweise als ungeschmolzenes Schüttgut unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur auf die rotationssymmetrische Innenfläche mindestens einer, um eine annähernd horizontale Achse rotierenden flüssigen Schicht, vorzugsweise Metallschmelze, kontinuierlich geleitet, in Rotation versetzt, längs der Rotationsachse der rotierenden flüssigen Schicht erhitzt, geschmolzen, auf eine Viskosität unter 10' Poise gebracht, geläutert oder geschäumt und dabei schleudernd verformt, anschließend unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich und rotierend als rohrförmiger Hohlkörper von der /den flüssigen Schicht(en) abgezogen wird.

   5">. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den, auf der rotierenden flüssigen Schicht schon schleudernd verformten Stoff innen mindestens ein weiterer zu formender Stoff anderer Zusammensetzung kontinuierlich aufgebracht, ebenfalls in Rotation versetzt, schleudernd

   209819/0578~³⁹ "

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   r 39 -

   verformt und ait dem schon geformten Stoff verschmolzen und/oder auf dieses geschäumt, danach der auf diese Weise aus mehreren Schichten gebildete Hohlkörper unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und kontinuierlich und rotierend von der/den flüssigen Schichteen) abgezogen wird.

   (). Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der su formende Stoff, der auf eine Viskosität unter 10 •"'Poise gebracht ist, unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur von unten auf die rotationssymmetrische Innenfläche einer um eine annähernd senkrechte Achse rotierenden flüssigen Schicht, kontinuierlich geleitet, in Rotation versetzt, schleudernd verformt, anschließend unter Xrhöhung der Viskosität abgekühlt und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich als rohrförmiger Hohlkörper vertikal nach oben von der rotierenden flüssigen Schicht abgezogen wird«

   7· Verfahren nach Anspruch 1, 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zu formende Stoff beim Verlassen der rotierenden

   flüssigen Schicht auf einer Viskosität unter 10 Poise gehalten und unter regelbarem Vorschub kontinuierlich zu einem rohrförmigen Hohlkörper mit engerem Durchmesser ausgezogen wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierlich geformte rohrförmige Hohlkörper mit beliebiger Drehzahl relativ zur rotierenden flüssigen Schicht, vorzugsweise synchron mit ihr, in Rotation versetzt vird.

   9· Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu formende Stoff unter Regelung der Menge, Zusammensetzung und Temperatur periodisch auf mindestens eine flüssige Schicht, bestehend aus Metall- und/oder SaIz- und/oder Metalloxidschmelzen aufgegeben, zusammen mit dieser in Rotation versetzt,auf eine für die Verformung

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   2U9865 ψ)

   notwendige Viskosität gebracht und/oder in diesem Zustand gehalten und dabei auf der rotierenden flüssigen Schicht schleudernd verformt und dem Einfluß von Temperatur, Drußk, ßotation, elektrischem Stromdurchfluß und/oder des Stoffaustausches mit der/den flüssigen Schicht(en) in zeitlicher Abhängigkeit unterzogen, anschließend unter Erhöhung der Viskosität abgekühlt und periodisch als Hohlkörper begrenzter Länge von der flüssigen Schicht entfernt wird·

   10. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines Hohlkörpers mit drehzahlabhängiger rotationsparaboloider Gestalt die flüssige Schicht zusammen mit dem zu formenden Stoff um eine vertikale Achse mit vorgegebener Drehzahl in Rotation versetzt, unter Erhöhung der ViskositIt abgekühlt und der erstarrte Hohlkörper von der flüssigen Schicht entfernt wiyd.

   11« Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des ausgeschleuderten zu formenden Stoffes mit mindestens einer weiteren flüssigen Schicht, vorzugsweise einer spezifisch leichteren Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelze als der zu formende Stoff, in Kontakt gebracht und durch diese geformt wird·

   12« Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die als Schmelzflußβige Elektrode wirkende rotierende ringfSrmige flüssig· Schicht ein unterschiedliches elektrisches Potential in bezug auf die flüssige Schicht im Inner· des geschmolzenen zu formenden Stoffes und/oder inbezug auf mindestens eine mit dem geschmolzenen Stoff Ib Kontakt befindliche weitere feste Gegenelektrode angelegt, durch ten geschmolzenen zu formenden Stoff hindurch ein elektrischer Gleich- und/oder VechseIstromfluß erzeugt und der ztt formende Stoff erhitzt und/oder eine Stoffaustausch zwischen ihm und der/den flüssigen Schicht(en) beschleunigt erzwungen und die Oberfläche des geformten Hohlkörpers in ihrer Zusammensetzung modifiziert wird·

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   13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 und 3» gekenn··!ebnet durch eine rotierende Schleudereinrichtung, bestehend aus einer in Lagern (18) drehbar gehaltenen» alt regelbarer Drehzahl um ein· annähernd horizontal·, in Ziehrichtung nach oben geneigte Achse rotierenden Schleudertrommel (1), die mit einer in ihrem Inneren auf einer feuerfesten, gegebenenfalls Mitnehmer (32) aufweisenden Auskleidung (35) in regelbarer Menge und Susammensetzung befindlichen rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht (2) aus mindestens einer Metall- und/oder Salz- und/oder Metalloxidschmelze versehen ist, und die an der Stoffauführungeseite «ine lintrittsblende (8) und an der Austrittsseite auswechselbar eine Austrittsblende (24) und außerhalb der Blenden (8; 24) mindestens einen feststehenden Ringsamaler (12) mit Zugabe- und Abgrenzungseinrichtung für SchutsgM und/oder mindestens «inen rotierenden Ringsammler (40) mit Schutsschicht (16) sowie längs der SoblmdertraBMl (1) außen stationär angeordnete abscBvenkbar· übt lobt uogen (17) but regelbaren zonenweisen lühlung und/od«r Beheizung des Hanteis der Schleudertrommel (1) aufweist, wobei die Ringsammler (12j 40) durch einen beheistaren Rücklauf verbunden sind, der, in eine Seinigungs-, Reg·- nerierungs- und Kühleinrichtung (14) und da*an angeschlossenem beheiz- und regelbaren Zulauf (13) für die flüssig· Schicht (2) übergehend, an der Stoffzuführungsseite zusammen mit mindestens einer regelbaren Stoffzuführung (9) für geschmolzenen Stoff, vorzugsweise tangential in das Innere der Schleudertrommel hineinragend und axial gegenüber-der Schleudertrommel (1) verschiebbar angeordnet ist, und die Lager (18) mit einer Einrichtung zur Regelung des Neigungswinkels der Rotationsachse der Schleudertrommel (1) verbunden sind·

   • 42-

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   14. Iinrichtung sw Durchführung dee Verfahrene nach Anspruch 1, 2 und 4_t dadurch gekennzeichnet, daß in Abänderung der Schleudereinrichtung nach Anspruch 13 υ» die an die Stoffsuführungsseite angrenzende Zone der Auskleidung (35) der Schleudertrousel (1) eine zusäAz-Iiehe Väraeisolationsschieht (19) angeordnet ist, an der StoffsufUhrungsseite »ine nicht rotierende, von einer äuBeren wareeiaolationsblende (36) ausgefüllte Zugabe- und Abgrenzungseinrichtung (39) für Schutzgas sich befindet, durch die in das Innere der «it einer rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht (2) ausgestatteten Schleudertroamel (1) mindestens eine regelbare gekühlte Stoffzuführung.(33) für ungeschmolzenes Schüttgut (3^)₉ «in Zulauf (13) für die flüssig· Schicht (2) und mindestens eine Innere regelbare, vorzugsweise elektrische Befeeisungseiarlchtung (38), die an ihrer in das Innere der Schleuder tr ossiel (1) seigenden Stirnseite eine innere Ufrmeisolationsblende (37) aufweist, hindurchgeführt sind, und daß Schleuder tr ossmI (1) und Zugabe- und Abgrenztagseinrichtung (39) für Schutzgas gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind·

   15· Iinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 an4 5t dadurch gekennzeichnet, dafi in Ablagerung der Schleudereinrichtung nach Anspruch 1 3 die 1» eine annähernd horizontale Achse rotierende Schleudertrommel (1) mit Mindestens einer in ihrem Inneren befindlichen, zonenweise angeordneten Wärmeisolationsschicht (19)» einer Auskleidung (35) gegebenenfalls mit ringförmigen Dämmen (10) und mindestens einer auf der Auskleidung (35) befindlichen, ebenfalls rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht (2), an der Stoffsuführungsseite mit mindestens einer Stoffzuführung (9) für geschmolzenen Stoff und mindestens einer weiteren StoffzufUhrung (9) oder mindestens einer gekühlten StoffzufUhrung (33) für ungeschmolzenes Schüttgut, die vessugsveiae tangential und gegenüber der Schleudertrommel (1) axial verschiebbar, mit ihren Mündungen

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   nacheinander längs der Innenfläche der rotierenden ringförmigen Schicht (2) gegebenenfalls zusammen mit einer axial verschiebbaren, an einer gekühlten Halterung (41) zwischen zwei inneren lärmeisolationsblenden (37) befindlichen regelbaren inneren, vorzugsweise elektrischen, Beheizungseinrichtung (38) durch eine ringförmige, gegebenenfalls mit Kanälen (5*0 versehene Eintrittsblende (21 j 8) in dl« Schleudertronmel (1) hineinragend angeordnet sind, versehen ist·

   16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 6 und 7« dadurch gekennzeichnet, daß eine um eine vertikale Achse rotierende, durch Lager (18) in der Höhe gehaltene und axial verschiebbare» am unteren Inde offene und am oberen Inde mit einer Austrittsblende (24) versehene zylindrische Rührvorrichtung (6) in eine vertikal angeordnete, im unteren Teil mit einer Värmelsolationsschicht (19) umgebene, mit einer rotierenden ringförmigen flüssigen Schicht (2) die Innenfläche der zylindrischen Kühlvorrichtung bedeckend gefüllte, nicht rotierende Schleuder !rammer (5), in deren Boden sich mindestens ein Zulauf (13) und mindestens ein Bücklauf (15) für die flüssig· Schicht (2) und mindesten· «ine Stoff»*· führung (9) für geschmolsenen Stoff belinden, von oben hineinragend angeordnet ist, und Zugabe· end Abgrenzungen einrichtungen (39; 55) fü> Schutzgas und/oder geschmolzenes SaIs als Schutzschicht (16) über den innerhalb und außerhalb der lUhrvorrichtung (6) befindlichen Oberflächen der ringförmigen flüssigen Schicht (2) angeordnet sind·

   17· Sinrichtung sur Durchführung des ferfahrene nach Anspruch 1, 2, 6, 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daft in Abänderung der Schleudereinrichtung nach Anspruch 16 die nicht rotierende, von einem kühlbaren Stator (?) für tie Erzeugung eines die flüssige Schicht (2) in lotatlon versetzenden elektromagnetischen Drehfeldes umgebene, vertikal

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   angeordnete, nach oben durch eine auswechselbare Austritts» blende (24) begrenzte Schleuderkammer (5) im Boden zusätzlich je mindestens einen Zu- und Rücklauf (42; 43) für die flüssige Schicht (4) und die Schutzschicht (44) im Inneren des zu formenden Stoffes (3) aufweist, die vorzugsweise als ineinandergeschobene Bohrleitungen ausgebildet und zentrisch innerhalb der StoffZuführung (9) durch den zu formenden Stoff (3) hindurchragend angeordnet sind·

   18. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Abänderung der Schleudereinrichtungen nach Anspruch 16 und 17 zusätzlich eine Einrichtung (20) susi Anlegen geregelten, elektrischen Gleich- und/ oder Wechselstroms, die rotierende ringförmige flüssige Schicht (2) alt der flüssigen Schicht (4) im Inneren des zu formenden Stoffes (3) und/oder mit mindestens einer in den geschmolzenen zu formenden Stoff (3) vorzugsweise im Bereich der Stoffzuführung (9) eintauchenden Elektrode (11) elektrisch verbindend, angeordnet ist.

   19· Einrichtung zur Durchführung de3 Verfahrens nach Anspruch 1 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer periodisch mit regelbarer Drehzahl in Rotation versetzbaren, mit verstellbarem Neigungswinkel in Lagern (18) gehaltenen, mit einer Wärmeiaolationsschicht (19) und einer Auskleidung (35) versehenen Schleudertrommel (1) sich eine rotierende ringförmige flüssige Schicht periodisch ablaßbar befindet, die zusammen mit dem zu formenden Stoff (3{ 34) nach außen durch mindestens eine abnehmbare Blende (46) begrenzt ist, im Bereich deren Öffnung mindestens eine äußere Wärmeisolatiomebleate (36) mit durch dies· iä das Innere der Schleudertrommel (1) hindurchrageaden inneren regelbaren Beheisungseinrichtunfen (38) angeordnet ist, und gegebenenfalls ein periodisch mit Schutzgas veränderlichen Druckes fttllsarer Autoklav (45) mit abnehmbarem Autoklavendeckel (49) die Schleudertrommel (1) umschließend vorhanden is*.

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   20. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer periodisch mit regelbarer Drehzahl um eine vertikale Achse in Rotation versetzbaren, in Lagern (18) gehaltenen, mit einer Wärmeisolationsschicht (19) und einer Auskleidung (35) versehenen Schleudertrommel (1) sich eine, bei Rotation die Innenfläche eines Rotationsparaboloiden aufweisende flüssige Schicht (2) befindet, die zusammen mit dem zu formenden Stoff (3) nach oben durch eine abnehmbare Blende (46) und gegebenenfalls eine Formblende (50) begrenzt ist,die Schleudertrommel (1) nach oben durch eine axial verschiebbare äußere Wärmeisolationsblende (36), in der in das Innere der Schleudertrommel (1) hineinragend mindestens eine diskontinuierliche Stoffzuführung (52) für den zu formenden Stoff (3), mindestens eine Schutzgaszuführung (51) und Mindestens eine innere regelbare Beheizungseinrichtung (38) angeordnet sind, abgedeokt ist und die Schleudertrommel (1) und die äußere Wäreeisolatioae· blende (36) zueinander passende Dichtflächen (53)

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