DE2220139A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Float-Glas - Google Patents

Description

Patentanwalt ..'

63 Giessen

Ludwigs br. 6? 24.April T97?

Postfach 5524 If B / Ve (406)

PPG Industries, Jms_rf Pittsburgh, Pa* 15222*. *USA

VORRICHTUNG UND VERFJtHREiT ZUK HERSTELLUitG VOlF FLOAT-GLAS

Priorität r UBA₁ Sör.No. 138,699 vom 29. April 1971

Diese Erfindung betrifft die herstellung von Flachglas von hoher Qualität nach den Float-Verfahren und im besonderen die Vermeidung von ÜÜridymit-Fehlsteilen in so hergestellten Glas.

Dae Float-Verfahr en, wie es z.B* in dei· US-PS 3 Ö83 55'f beschi'ieben ist, wird in der Technil; in großeiü Umfang zur HerSteilung von Flachglas »it höher Qualität angewandt. Auf diesem Gebiet ist es bekannt, daß pan* um ein brauchbares Handelsobe-j'#fct jbu erzielen, sorgfältig und iffi größtmöglichen Umfang die üblichen Fehlerarten ausschließen muß, die in einen solchen Glas auftreten können, wie Keime (söeds), Blasen, Knoten (ream kttot" ) . und steinartige Fehlstellen (stones).Darüberhinaue inüaaen die Maßnahmen für den Ausschluß öder das Vermeiden solcher Fehler so getroffen werde**, daß sie/keine

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'■ ' ^ SAD ORIGINAL

nachteilige Auswirkung auf die optische und raeshanluoh Qualität des Glases haben.Bei der Produktion von Ulan ist β» im allgemeinen nötig Glas herzustellen, d-u3 ein-Fehlerhäufigkeit (unter Berücksichtigung aller Fehi-u·- larten) in der Größenordnung von 4-3 pro 100 m ( A₁C r- . 100 square feet ) und möglichst von ungefähr °? pro "O' *r. oder weniger' hat.

Bei der Herstellung von Flachglas ist bekannt» daß eine Fehlerart, ate gelegentlich vorkommt, die Tridymit-Fehlsteilen (tridymite-frost stone defect) sind» Man weiß, daß diese FehAerart von der Einwirkung von alkalischen Dämpfen auf die feuerfeste Decke von Schmelzöfen, die gewöhnlich im wesentlichen aus Siliciumoxid besteht, herrührt.Das Problem ist bei der Herstellung von gegoßenem oder gewalztem Flachglas von verhältnismäßig geringer Bedeutung, weil die Fehler gewöhnlich durch das nachfolgende Schleifen und Polieren beseitigt werden. Beim Floatglas-Verfahren werden jedoch Schleifen und Polieren (die Ja Kosten verursachen) vermieden,und es sind andere Maßnahmen erforderlich, um Schwierigkeiten mit den Tridymit-Fehlstellen zu vermeiden.

Ee ist außerdem bekannt, daß solche Tridymitfehler während der ersten acht bis zwölf Monate ^eines neuen oder neuzugestellten Ofens kein Problem sind.Manchmal entsteht dieses Problem auch später nicht.Wenn es aber auftaucht, sind bisher verschiedene Maßnahmen zur Abhilfe vorgeschlagen worden, aber es ist zu bedenken, daß diese alle Nachteile im Vergleich zu der vorliegenden Erfindung haben.

In einem Aufsatz, betitelt "The Siliceous Scale Dropped From The Tank Furnace Crown" von N.Araki, wird vorgeschlagen, dieses Problem durch Anwendung von Siliciumdioxid-

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Bausteinen mit besonders -niedrigen; Kalkgehali. -v< bewältigen.

Eine solche Hilfsmaßnahme ist aber mit dem Nach L'11 verbunden,- daß größere Kosten für den Bai; der feupi ■ festen öfen erforderlich sind.

In Veröffentlichungen, wie in den britischen Patentschriften 1 067 006; 1 035 415 und den US Patentschriften 3 240 581 und 3 238 030 wird vorgeschlagen, daß das Problem durch Zuführen einer Natrium-Schwefelverbindang zum Ofen und einer chemisch reduzierenden Atmosphäre gelöst werden kann.Dies hat den Nachteil, daß eine genaue Kontrolle der Verfahrensbedingungen erforderlich wird.

In der kanadischen Patentschrift 851 103 wird vorgeschlagen, das Problem durch eine Umkonstruktion der Ofendecke zu beseitigen, bei der ein dauerendes Fließen von Gasen durch die Poren des feuerfesten Silikats dieses vor dein Angriff von Alkalidämpfen schützen soll.Folgt man diesem Vorschlag, so wird ein Außerbetriebsetzen des Ofens für eine Reparatur im kalten Zustand notwendig.Es erscheint außerdem fraglich, ob das Ausmaß der Gasdurchdringung des feuerfesten Materials für den gewünschten Effekt ausreicht, wenn nicht spezielles Silikatmaterial, das poröser als üblich ist, verwendet wird; dann ist es noch fraglich, ob ein poröses, feuerfestes Sillkatmaterial erhalten werden kann, das beides hat, die erforderliche Porösität und eine ausreichende Festigkeit, die es für die Konstruktion einer Ofendecke der erforderlichen Spannweite geeignet macht.

In einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung

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BAD ORIGINAL

C eigenes Zeichen (4-12) J wird die mechanische Ablösung von Tridymitpartikeln von der Decke des Raffinierteils des Schmelzofens offenbart.Diese Lösung des Problems hat zwar den Vorteil, daß sie täglicher Arbeitsaufwand unnötig macht, doch ist sie auch mit Nachteilen behaftet.Sie zieht entweder einen Prodtiktionsverlust nach sich ( z.B., wenn eie während der Zeit angewandt wird, da das Produkt andererseits befriedigend wäre) oder hat den Nachteil, daß es manchmal notwendig wird, eine höhere Fehlerdichtevon Tridymitfehlstellen hinzunehmen, -als es für eine beträchtliche Zeitspanne wünschenswert ist, d.h. bis ein-Dicken- oder Schmelzwechsel oder eine Kaltreparatur fällig ist.

Es muß· eingeräumt werden, daß beim Verfahren zum Schmelzen und Raffinieren von Glas öfen bekannt sind, bei denen Brenner im Vorherd oder der Raffinierzone vorgesehen sind und/oder eine Trennwand zwischen dem Kopfraum der Raffinierzone und dem der Schmelzzone vorgesehen ist, so daß die Kopfräume der beiden Zonen wesentlich verschiedene Atmosphären enthalten.In dieser Hinsicht sei auf die US Patentschriften 1 993 964; 2 600 490 und 2 767 235 hingewiesen.Den Offenbarungen der obigen Patentschriften fehlt es jedoch an jeder Würdigung der Bedeutung dieser Merkmale im Zusammenhang mit dem Problem des Vermeidens von Tridymitfehlsteilen bei der Herstellung von hochwertigen Flachglas im Float-Verfahren und es fehlt an der Lehre zur Verknüpfung solcher Merkmale mit einem Mittel zur Absaugung, das in Verbindung mit dem Kopfraum der Raffinierzone steht, wie es diese Er- ' findung lehrt.

Nach der Erfindung wird bei der Herstellung von hoch-

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wertigen Flachglas nach dem Float-Verfahren die Schwierigkeit mit Tridymitfehlstellen sicher, vermieden durch Vorsehen von Brennern am Stimende des Ofens (Raffinierzone), so daß das Siliciumdioxid-Gewölbe dieses Ofenteils im wesentlichen vor der Berührung von Alkalidämpfen' bewahrt wird, und gleichzeitig durch Vorsehen einer Trennwand, die den Kopfraum der Raffinierzone vom Kopfraum der Schmelzzone trennt und bevorzugt mit einem Mittel im Kopfraum der Raffinier- . zone, um abzusaugen oder ihn zu luften.Mittels der oben erwähnten Kombination, von Maßnahmen wird die Entwicklung von Tridymitfehlstellen mit größerer als zuverlässiger Häufigkeit nahezu ins Unendliche hinausgeschoben, so daß eine Unterbrechung des Herstellungsverfahrens wegen Fehler dieser Art fast nicht notwendig wird.Der Nutzen dieser Produktionslaufzeit übertrifft weitgehend die Kosten"für die Maßnahmen gemäß der vorliegenden Erfindunt.Die vorgeschlagene Kombination beugt nicht nur der Entwicklung von Fehlern vor, sondern sie bringt auch ein Minimum an Störung im Fluß des geschmolzenen Glases mit sich; daruberhinaus ist sie nützlich, um im Glas in der Raffinierzone des Schmelzofens die Entwicklung von Rayleigh-Instabilitäten zu verhindern, die dazu neigen,unerwünschte Inhomogenitäten ("ream") in hochwertigem Floatglas zu bilden.

Ein volles Verständnis für die Erfindung kann aus der vorausgehenden und nachfolgenden Beschreibung zusammen mit der beigefügten Zeichnung gewonnen werden, wobei die einzige Abbildung einen schematischen Aufriß eines Teils eines Glasschmelzofens darstellt, die mit den Vorrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung versehen ist.

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In dieser Zeichnung wird ein schematisches Bild des Äusflußteiles oder des Endes der &affinierzone 2 eines Schmelzofens gezeigt, der eine Ummantelung 4 hat und in seinem unteren Teil eine Auskleidung 6 aus feuerfesten Material mit einem Bad 8 aus geschmolzenem Glas.Der obere Teil des Raffinierteile 2 hat auch eine feuerfeste Auskleidung 10, die auch ein Kuppelgewölbe einschließt. Die Fachleute erkennen, daß in Übereinstimmung mit dem bekannten Stand der Technik der Raffinierteil 2 ein Teil eines großen Regenerativofens für das Schmelzen von Glas-Materialchargen ist, wobei der Ofen im Horizontalschnitt meist rechteckig ist -und der dargestellte Raffinierteil 2 ungefähr 40 bis 50 % der Gesamtlänge des Ofens ausmacht und am entferntesten von dem Ende ist, an dem die Chargen des Glasmaterials zugeführt werden.Um eine Vorstellung von der ungefähren Größenordnung des Vorgangs zu geben, sei gesagt, daß das Glasbad 8 in der Regel eine Veite von 8 bis 12 m (25 to 40 feet) hat; die Gesamtlänge des Schmelzofens einschließlich der Raffinierzone 2 von der Größenordnung 45 bis 125 m ( 150 to 400 feet ) ist und der Durchsatz von Glaschargen pro Tag in der Größenordnung von 135 bis 630 t ( 150 to 700 tons ) ist.Im Ofen hat das Glas einen Fluß im Sinne der Pfeile 14 und 16, d.h. im oberen Teil des Glasbades 8, der das heißere Glas enthält, besteht ein Fluß vorwärts, wie mit Pfeil angezeigt, und im kühleren und unteren Teil besteht ein Fluß rückwärts, wie mit Pfeil 16 angezeigt.Wenn erforderlich oder erwünscht, fließt das Glas aus dem fiaffinierteil 2 des Schmelzofens durch die öffnung 18 heraus, dann mittels üblicher Vorrichtungen, die nicht geneigt sind, aber eine Flußregulierung und eine Tülle einschließen können, auf ein Bad von geschmolzen Zinn und damdarauf entlang, wobei die Bedingungen der Temperatur, des Drukkes und der Kraftaufwand der Viskosität und der Dicke des

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Glases angepaßt sind.Das Glas fließt dann zum Austrittsende des Zinnbades, an dem das erzeugte Flach*· glas in Fora einer Tafel mit etwa 1,6 bis 25,4 mm Dicke ( 1/16 to 1 inch ) und 1?8 bis 5080 mm Breite ( 70 to 200 inches ) abgenommen wird.

Alle Merkmale, der bis hierhin beschriebenen Vorrichtungen, können als herkömmlich angesehen werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Schmelzofen mit einer Raffinierzone 2 *- wie oben beschrieben - mit zusätzlichen Merkmalen ausgerüstet : mit einer Trennwand 20, die den Kopfraum der Raffinierzone 22 von dem Kopf raum der Schmelzzone 24 trennt; mit einem oder mehreren Brennern 26, die durch eine öffnung oder durch öffnungen 28 in einer oder mehreren der Wände 30 der Zone 2 des Schmelzofens ragen; bevorzugt aber nicht notwendig mit Lüftungs- oder Absaugevorrichtungen, allgemein angezeigt mit 32«Diese Merkmale werden im folgendem detailliert behandelt.

Die Trennwand 20 kann die Form eines Hängegewölbes oder einer Schutzwand haben, die aus Siliciumdioxid oder aus anderem geeigneten feuerfesten Material besteht. Sie ist im wesentlichen bevorzugt undurchbohrt und hat ein unteres Ende 34, am besten mit einem Abstand von etwa 50 bis mm ( 2 to 12 inches ) von der Oberfläche 36 des Glasbades Venn der Zwischenraum viel größer als so ist, dann kann der erwünschte Effekt der Trennung des Kopfraumes 22 der Raffinierzone vom Kopfraum 24 der Schnelzzone nur mit zusätzlichen großen Volumina von kontrollierter Temperatur heißer Luft erzielt werden, was gewöhnlich wirtschaftlich von Nachteil ist.Bei kleinerem Abstand wird eine sorgfältigere Kontrolle der Höhe der Oberfläche 36 wichtiger.

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Weiterhin ist in manchen Fällen der Raum unzureichend für die Einführung der gewünschten Hilfseinrichtung, wie der Homogenisiereinrichtung für die Brenngasmischung, etwa nach der britischen Patentschrift 1 171 133.Grundsätzlich besteht kein Grund, warum der Abstand zwischen dem Ende 3^ der Trennwand 20 und der Oberfläche 36 des Glases nicht geringer sein kann als 50 nun ( 2 inches ) •und nicht sogar so klein sein kann, wie 12 mm ( 1/2 inch),

Es ist häufig gewünscht, daß die Trennwand 20 so angeordnet ist, daß sie sich in einer Verengung oder einem Kanal befindet, der die Schmelzzone und die Haffinierzone des Schmelzofens verbindet.Dies macht eine Zeit- und Naterialersparnis möglich, die für den Bau der Trennwand 20 gebraucht werden.Aber dies wird nicht als wesentlich für die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung angesehen. Solch eine Verengung oder Kanal kann eine Weite von ungefähr 10 bis 60 % der Gesamtweite des Schmelzofens haben.

Ein anderes Merkmal bei der Kombination nach der vorliegenden Erfindung besteht in dem Gebrauch von einem oder mehreren Brennern 26, die durch eine Öffnung oder durch öffnungen 28, bevorzugt in der Stirnwand 30 der Raffinierzone 2, eingesetzt werden.Ein alternativer aber nicht so bevorzugter Standort für die Brenner ist in der Raffinier-Brustwand - nahe der Stirnwand - wobei besonders auf den Winkel der Brennereinführung zu achten ist, mit Rücksicht auf die Geschwindigkeit am Brenneraustritt.Wie in der Zeichnung angedeutet, erzeugen diese eine nichtleuchtende Flamme oder Flammen 38.In Wirklichkeit mag die nichtleuchtende Flamme 38 auch nur als ein Strahl von heißen Gasen betrachtet werden, der a\is der Verbrennung von z.B. Erdgas und einem genügenden Teil von Überschußluft entsteht.Es ist sehr wichtig, daß das Leuch-

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ten vermieden wird, weil eine leuchtende Flamme im geschmolzenen Glas durch Strahlung ein Muster der Beheizung entstehen läßt, das unerwünschten Konvektionsfluß im Glas auslöst.Solcher Konvektionsfluß kann dahin führen, daß das Glas den verhältnismäßig hohen Grad an innerer Homogenität einbüßt, den es aufweisen sollte, wenn es für die Herstellung von Flachglas hoher Quali- · tat geeignet sein soll.

Die aus dem oder den Brennern 26 ausströmeöden Gase dienen dazu, den Gewölbeteil oder die Krone 12 der Raffinierzone gegen das Berühren mit alkalischen Dämpfen zu schützen. Auf diese Weise dienen sie dazu, die Entwicklung von Tridymitpartikeln auf der Oberfläche des feuerfesten Materials zu verhindern, die sonst dort über einen Zeitraum von Monaten aufgebaut würden und dann beginnen würden, in das Glasbad 8 herunterzufallen und in dem Erzeugnis als Tridymit-Fehlsteilen zu erscheinen.Es scheint, daß zum größten ^eil, falls eine ähnliche Reaktion zwischen alkalischen Dämpfen und der Decke der Schmelzzone des Schmelzofens stattfinden sollte, entweder die Reaktion weniger schnell verläuft oder die Tridymitpartikeln, die von der Decke herunterfallen, eine ausreichende Möglichkeit haben im Glas gelöst zu werden, oder beides.

Die Raffinierzone 2 befindet sich näher bei der Formarbeit und das Glas darin ist kühler - mit etwa 980° bis 130O⁰G ( 1800 to 2400°F ).In Übereinstimmung mit der Erfindung wird es als wesentlich betrachtet, daß die Gase durch den oder die Brenner 26 in ausreichender Menge zugeführt werden, um das Gewölbe zu schützen.Für eine Raffinierzone von 9 m Breite (30 feets) und ungefähr 23 m Länge ( 75 feets ) für die Herstellung von Floatglas mit

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einem Durchsatz von ungefähr 320 t ( 350 tone ) am Tag, muß es als notwendig erachtet werden, daß ein Luftgasvolumen von etwa I7OO nr ( 60000 cubic feet) pro Stunde erforderlich ist, obwohl dies in Abhängigkeit von den Bedingungen zwischen 850 bis 2240 m^ (30000 to 80000 cubic feet) pro Stunde variieren kann. Weniger wird die gewünschten Resultate nicht zuverlässig bringen, und mehr ist nicht nur vom Standpunkt zusätzlichen Brennstoffverbrauchs unwirtschaftlich, sondern es kann auch unerwünschte thermische Effekte auf das geschmolzene Glas haben.Obwohl unter Arbeitsbedingungen ~ wie oben angegeben - befriedigende Ergebnisse mit einem einzelnen Brenner erzielt werden können, der nahe der Kuppel mit im wesentlichen horizontalem Ausstoß angebracht ist, ist es vorzuziehen, daß mehrere geeignete Brenner verwendet werden, etwa 2 bis 6 und möglicherweise mehr. Diese werden in geeigneten räumlichen Abständen angebracht mit Ihrem Ausstoß im wesentlichen horizontal ausgerichtet - und damit am besten, aber nicht notwendig, dicnter am Gewölbe 12 als an der Glasoberfläche 36.Befriedigende

Ergebnisse können jedoch mit zwei Brennern erreicht werden, von denen jeder durch eine Brustwand der Raffinierwand regt und ^ase von einer Zusammensetzung und Menge abgibt, wie hier bereits anderweitig angegeben wurde.

Es wird als wesentlich betrachtet, daß die so eingeführten Gase heiß sind, d.h.innerhalb von etwa 165⁰C (300°P) von der Temperatur des Glases in Bad 8 und bevorzugt näher bei der Temperartur des Glases, d.h. innerhalb etwa 2^r°C (50⁰F) liegen.Wo es möglich ist, wäre es wünschenswert, daß das Gas etwas heißer als das Glas ist, da dieses die Neigung des Glases im Bad Rayleigh-Instabilitäten zu bilden vermindert, die zu einem Materialfehler führen, der als "ream" bekannt ist.

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Mit Rücksicht auf die Zusammensetzung des Materials, daß .durch das Teil oder durch die Teile 26 eingeführt wird, kann festgestellt werden, daß entsprechende Ergebnisse mit einem beliebigen heißen Gas erzielt werden können, das im wesentlichen mit dem feuerfesten Material der Kuppel 12 nicht reagiert.Wenn eine befriedigende Versorgung mit heißer Luft, Stickstoff oder einem inerten Gas möglich ist, kann ein solches Gas gebraucht werden.In den meisten Fällen ist es jedoch mit den geringsten Kosten verknüpft, das erforderliche Gas durch die Verbrennung von einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff aus Kohlenwasserstoff mit einer geeigneten Menge von Überschußluft, wie 50 bis 500 % mehr als stöchiometrisch für die Verbrennung erforderlich ist, zu erzeugen.Die Möglichkeit Luft zu verwenden, die mit einem Zusatz von Sauerstoff angereichert ist, um die gewünschte hohe Flamintemperatur zu erreichen, darf auch nicht übersehen werden.Es kann in manchen Fällen wünschenswert sein, die Luft oder die mit Sauerstoff angereicherte Luft für die Erzeugung des gewünschten Gases vorzuerhitzen.

Ein Beispiel für eine geeignete Zusammensetzung des Gases für die Flamme oder den Strahl $Q ist die Mischung, die bei der Verbrennung von Erdgas ( im wesentlichen Methan ) mit 50 % Überschußluffc, d.h. 1 Mol Gas auf 15 Mol Luft, entsteht.

Wenn Flachglas hoher Qualität hergestellt werden soll, ist es wichtig, die Temperatur und den Mengenfluß des angewandten Gases mit in -Rechnung zu setzen, um gewiß zu sein, daß die Raffinierzone 2 nicht zu sehr erhitzt oder gekühlt wird.In dieser Hinsicht wurden be-

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friedigende Resultate erhalten, wenn nach den oben angegebenen Bedingungen und Zahlen gearbeitet wird ( Raffinierzone 9 auf 23 i, 320 t pro Tag ) und die

öffnung 34 eine Fläche von 1,5 » ( 16 square feet ) hat, unter Anwendung eines Paars von Brennern, die ihre Mündungen" in den Brustwänden der Ülaffinierzone auf entgegengesetzten Seiten der Raffinierzone haben. Die Brennermündungen waren im wesentlichen bündig mit der Brustwand 60 cm ( 2 feets ) über dem Glasspiegel ("metal line") und mit ungefähr demselben Abstand von der Stirnwand angeordnet.Die aus diesen öffnungen kommenden Strahlen waren mi£ einem Winkel von ungefähr 10 Grad aufwärts gerichtet und ungefähr 10 Grad über den Behälter.Jeder Auslaß lieferte Verbrennungsgase von 56 m ( 2000 cubic feet ) Erdgas pro Stunde.Die Strahlen wurden von Rohren mit 40 cm ( 16 inches ) Durchmesser ausgestoßen, aber natürlich wurden auch viel kleinere Rohre verwendet.

Zu den Vorteilen der Erfindung gehört es, daß man mit ihrer Hilfe die Entwicklung von Tridymit-Fehlstellen langfristig vermeiden kann und dadurch ein Floatglas von hoher Qualität erhält.Gleichzeitig wird die Entwicklung von unerwünschten Störungen im Fluß des geschmolzenen Glases innerhalb der Raffinierzone vermieden, so daß keine feststellbare Zunahme von den als "ream" bekannten Fehlstellen im Glas auftreten, die der Feuerung am Stirnende zugeschrieben werden könnten.

Die Erfindung schließt in einer bevorzugten Ausführungsform auch den Gebrauch einer Absauge- oder Lüftungsvorrichtung $2 ein, die mit dem Kopfraum 22 der ^affinierzone .2 in Verbindung steht und dazu dient, das Gas dort

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abzuführen.Diese Vorrichtung kann die Form eines Rauchkamins haben, der in seinem Inneren, wenigstens im Unterteil, feuerfest ausgelegt ist und eine Höhe von 6 m ( 20 feets ) oder mehr mit geeignetem Durchmesser haben kann, wenn die Erfindung - wie oben angegeben - gehandhabt wird.Solch eine Absauge- oder LüftungsVorrichtung kann auch eine Dämpfungseinrichtung ( nicht gezeigt ) zur Kontrolle oder Regulierung ( Verzögerung ) des Gasdurchsatzes enthalten und/oder ein Gebläse ( nicht gezeigt ) um den Gasdurchgang zu beschleunigen.Es wird als wesentlich betrachtet, daß die Absauge- odor Lüftungsvorrichtung, wenn sie verwendet wird, -im wesentlichen nahe bei der Trennwand 20 angeordnet ist.Für die Lüftung kann es zulässig sein, daß sie aus der Raffinierzone direkt in die Schmelzzone unter geeigneten Druckbedingungen abführt.

Der erfinderische Gedanke, eine Float-Anlage mit der Kombination der angegebenen Maßnahmen auszurüsten, ist deshalb besonders wertvoll, weil es dadurch möglich ist, eine Situation zu vermeiden, bei der z.B. die Dichte der Tridymit-Pehlsteilen so sehr zugenommen hat, wie auf 5» 4 oder 7,5 pro 100 m Glas ( 0,5 to 0,7 per 100 square feet ), obwohl noch keine Kaltreparatur oder Dickenwechsel oder Schmelzenwechsel für die nächste Zukunft geplant ist.Vor dieser Erfindung wurde es als notwendig erachtet, entweder die Produktion aufzugeben oder solch eine Fehlerhöhe hinzunehmen, wohingegen die vorliegende Erfindung dazu dient, das Entstehen dieser Situation zu verhindern.Von einem anderen Standpunkt aus betrachtet macht die Kombination einer Trennwand mit der Absaugeoder Lüftungsvorrichtung es möglich, in die Raffinierzone wesentliche Mengen von heißen Gasen für den Gewölbeschutz einzuführen, ohne dadurch den Betrieb der anderen

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Teile dee Schmelzofens zu stören, was geschehen könnte, wenn diese Haßnahmen nicht angewandt werden wurden.Die Raffinierzone 2 arbeitet bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur als die Schmelzzone dee Schmelzofens und,· wenn keine Maßnahmen ergriffen werden würden, die die Lüftung oder Absaugung von den-großen Mengen des heißen Gewölbe-Schutzgaees erlauben, müßte man erwarten, daß diese Gase, obwohl heiß, 'in den Schmelzofen überströmen und dann die noch heißeren Gase verdünnen, die in die Austauschkammern der Regenerativfeuerung der Schmelzzone eintreten. Durch eine solche Verdünnung wird die Wirkung solcher Austauschkammern herabgesetzt; sie sind weniger heiß, nachdem die verdünnten Gase durchgegangen sind und sie sind entsprechend weniger fähig, wenn das Regenerativfeuerungs-System umgesteuert ist, die gewünschte Vorerhitzung der Luft zu bewirken, die dann durch sie fließt.Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß wenn die Gate, die duroh den Brenner oder die Brenner 26 eingespeist werden, heißer sind als das Glas,eine Neigung vorhanden ist, die Tiefe unter der Glasoberfläche 36 zu vermindern, bei der die übliche Temperaturumkehr abläuft.Wer mit den Problemen des Schmelzens von Flachglas hoher Qualität und mit fortschrittlichen Theorien der Mechanik der Flüssigkeiten vertraut ist,wird es gerne würdigen, daß die Tiefe, in der die erwähnt« Temperaturumkehr stattfindet, eine gewichtige Wirkung auf die Rayleigh-Zahl des Fließsystems in der Raffinierzone 2 hat.Wenn die Rayleigh-Zahl von diesem flüssigen Fließeystem größer ist als etwa 1100, hat das heißere und weniger dichte geschmolzene Glas, das sich in der Nähe des Temperaturumkehr-Niveaus befindet, eine starke Tendenz sich loszureißen und durch das dichtere und etwas kühlere Glas darüber aufzuströmen.Das führt zu einer ernsten Qualitätsminderung des erzeugten llachglases. Die Rayleigh-Zahl ist direkt proportional der 3.Potenz der

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Tiefe der 3femperaturumkehr.Es wurde festgestellt, daß die Kosten für das Gas des Brenners oder der Brenner 26 überraschend gering sind im Vergleich mit den Kosten für den Verlust der Produktion von ein oder zwei Tagen im Jahr ,als Folge .von Fehlern der Art von Tridymit-Fehlstellen oder "Ream"-Fehlern vom Typ der Rayleigh-Instabili-r täten.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   1.) Vorrichtung zur Herstellung von Float-Glas von hoher Qualität, gekennzeichnet durch einen Schmelzofen mit einer Stirnwand und einer Schmelxzone dieses Ofens und einer Raffinierzone (2) dieses Ofens, wobei die Raffinierzone ein Deckengewölbe im wesentlichen aus einem feuerfesten Siliciumdioxld-Material besitzt, einer Trennwand (20) zwischen der Schaelzzone und Raffinierζone, durch welche der Kopfraum der ftaffinierzone im wesentlichen von dem Kopfraum der Schmelzzone getrennt wird, und Mittel (26) zum Einführen in die Raffinierzone in der Nähe der Stirnwand von Bindestens einem Strom von nichtleuchtendem* heiße» Gas in einer Menge, die ausreichend ist, das Deckengewölbe der Raffinierzone gegen einen Angriff durch Alkalidämpfe zu schützen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen zusätzliche Absaugevorrichtungen (32) enthält, die im wesentlichen nahe der Trennwand angebracht sind und mit dem Kopfraum der Raffinierzone in Verbindung stehen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in der Nähe der Stirnwand zur Einführung von wenigstens einem Strom von heißem Gas in die Raffinierzone mehrere Brenner (26) einschließen.

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   Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Brenner sich näher an der ,Ofendecke als an der Oberfläche des geschmolzenen Glases in der Raffinierzone befindet

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand sich in einem .Kanal oder einer Verengung des Schmelzofens befindet.

   6. Verfahren zur Herstellung von Float-Glas hoher Qualität durch Schmelzen von Glasmaterial-Chargen in einem Schmelzofen mit Schmelzzone und ftaffinierzone, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfraum der Schmelzzone vom Kopfraum der Raffinierzone getrennt ist und der Kopfraum der Raffinierzone wenigstens mit einem nichtleuchtenden Strom von heißem Gas in ausreichender Menge versehen wird, um die Decke der ftaffinierzone gegen die Berührung mit alkalihaltigen Dämpfen zu schützen.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ' daß

   die im Kopfraum der ^affinierzone befindlichen Gase kontinuierlich mittels einer Absaugevorrrichtung abgeführt werden, wobei die» Vorrichtung mit dem Kopfraum der Raffinierzone, in Verbindung steht und stromabwärtfc mit Rücksicht auf den Glasfluß angeordnet ist, und Mittel zur Trennung de« Schmelzzonenkopfraumes vom Raffinier-' zonenkopf raum vorhanden sind.

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   1 R

   θ. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die heißen Gase eine Temperatur haben, die innerhalb eines Bereiche» von ungefähr 165°C(3OO° von der Temperatur des geschmolzenen Glases, das eich in der Raffinierzone befindet, liegt.

   9« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase eine höhere Temperatur haben als das geschmolzene Glas in der Raffinierzone.

   10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase eine Temperatur von ungefähr 98O⁰C bis 1315°G (1800 to 2400⁰F) haben und aus der Verbrennung von einem Kohlenwasserstoff-Brennstoff mit einem Gas, das wenigstens ungefähr 21 % Sauerstoff enthält, stammen.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase aus der Verbrennung von Erdgas mit einem LuftÜberschuß von 50 bis 500 % stammen.

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